發(fā)布時(shí)間：2020-09-23 09:40

　　 鋼筋材料具有成本低、強(qiáng)度高、可塑性好等特點(diǎn),在橋梁、建筑等工程建設(shè)方面得到廣泛應(yīng)用。焊接作為鋼筋連接的一種形式,其焊縫外觀質(zhì)量需要經(jīng)過嚴(yán)格的檢測,這對建筑結(jié)構(gòu)安全和人民財(cái)產(chǎn)生命安全有著重要意義。隨著現(xiàn)代焊接質(zhì)量要求的不斷提高,在國家關(guān)于焊縫外觀質(zhì)量檢測的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行中,傳統(tǒng)的人工測量方法因受檢驗(yàn)人員主觀因素而不穩(wěn)定,檢測精度很難保證。因此研究開發(fā)高精度、高效率檢測裝置對焊縫質(zhì)量進(jìn)行檢測和評判就顯得尤為重要。本文通過對傳統(tǒng)焊縫三維測量原理的分析,研究并設(shè)計(jì)了一套便攜式用于檢測和評判的鋼筋焊縫成形掃描檢測裝置。論文以焊縫成形輪廓尺寸參數(shù)高精度檢測過程中的原理方案設(shè)計(jì)、硬件電路選型設(shè)計(jì)、圖像處理及評判算法設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、誤差分析等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)鋼筋焊縫外觀質(zhì)量檢測的視覺檢測系統(tǒng),并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其合理性與有效性。在研究鋼筋焊縫成形外觀檢測過程中,首先,在透視投影原理的基礎(chǔ)上建立焊縫視覺檢測系統(tǒng)的測量模型。其次,針對光學(xué)測量原理的光學(xué)成像系統(tǒng),設(shè)計(jì)成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù),以便清晰的獲取焊縫結(jié)構(gòu)光圖像。利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)光視覺傳感器的幾何模型,實(shí)現(xiàn)視覺檢測系統(tǒng)的標(biāo)定,得到二維圖像坐標(biāo)與世界坐標(biāo)之間的映射關(guān)系,結(jié)果表明本文的標(biāo)定方法精度可達(dá)0.06mm。然后針對圖像處理關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)了基于Cortex-A9的嵌入式圖像處理硬件、軟件和核心算法,研究能夠準(zhǔn)確提取焊縫光條中心的算法,提出一種基于方向場的灰度平方加權(quán)重心法,可以快速準(zhǔn)確的獲取光條亞像素中心,提高系統(tǒng)的檢測精度。最后基于檢測得到的焊縫輪廓參數(shù)利用FAHP模糊綜合評價(jià)算法實(shí)現(xiàn)焊縫成形質(zhì)量的智能化定量評判,通過與實(shí)際人工檢測結(jié)果相比驗(yàn)證了其評判結(jié)果的準(zhǔn)確性與有效性。
【學(xué)位單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU755.3;TP391.41;TG441.7
【部分圖文】：

長安大學(xué)碩士學(xué)位論文的視覺檢測方法主要是依據(jù)相機(jī)拍攝得到包外觀質(zhì)量的檢測，在這方面國內(nèi)外很多學(xué)者視覺便攜式焊縫檢測系統(tǒng)是由美國公司計(jì)開發(fā)出，其實(shí)物圖如 1.1 所示[6]。該檢測及編碼器等構(gòu)成。系統(tǒng)通過處理器控制攝法，進(jìn)而得到焊縫的寬度、余高等以及氣孔測系統(tǒng)誤差較大，因此未得到廣泛應(yīng)用。

圖 1.1 便攜式焊縫檢測樣機(jī)bot 公司開發(fā)了一款WISC 手持式焊縫檢測裝廓信息，還可計(jì)算其焊縫的填充量、偏移量置的標(biāo)準(zhǔn)要求[7]。其功能相對較為全面，測以后的查詢。J.Lee研究出一款基于結(jié)構(gòu)光視覺的焊縫檢測相機(jī)、光學(xué)鏡頭、處理器等組成[8]。該檢測獲取焊縫的倒角信息。

光圖像進(jìn)行分析可得到焊縫的外觀信息，同時(shí)通過紅外圖像可獲取焊縫的內(nèi)部上述獲得的焊縫外觀信息與內(nèi)部信息可實(shí)現(xiàn)焊縫質(zhì)量的綜合檢測。上海大學(xué)的王儀崗等人與上海薩克斯公司聯(lián)合研制出檢測汽車變矩器焊縫的[10]，該檢測系統(tǒng)利用自己設(shè)計(jì)的照明系統(tǒng)結(jié)合CCD將焊縫圖像采集到計(jì)算機(jī)法處理，實(shí)現(xiàn)焊縫表面缺陷檢測�？傊�，基于激光視覺檢測方法與灰度圖像視覺檢測方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，前者在處，實(shí)時(shí)性高，精度適中，后者較檢測較復(fù)雜，但在焊縫微觀缺陷方面具有很好 三維檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀三維檢測方法的分類如圖 1.3 所示，主要分為接觸式與非接觸式兩大類，接觸發(fā)式與掃描式兩種，其主要以觸發(fā)式為主，通過觸針對物體表面進(jìn)行輪廓測量式可以分為主動(dòng)式測量法與被動(dòng)式測量法等。

【參考文獻(xiàn)】

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1 張敏;金龍旭;李國寧;武奕楠;韓雙麗;;基于直線特征的攝像機(jī)鏡頭畸變標(biāo)定方法[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2015年06期

2 顧網(wǎng)平;李心潔;彭思平;熊震宇;;基于視覺傳感的薄板焊縫特征亞像素提取方法[J];焊接技術(shù);2015年04期

3 劉文毅;龔曉峰;;基于新方向模板法的火炮內(nèi)腔三維重構(gòu)研究[J];計(jì)算機(jī)仿真;2015年02期

4 王穎;張瑞;;管道內(nèi)表面圓結(jié)構(gòu)光視覺三維測量系統(tǒng)[J];紅外與激光工程;2014年03期

5 徐嵩;孫秀霞;劉樹光;劉希;楊朋松;;攝像機(jī)畸變標(biāo)定的模型參考逼近方法[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2013年07期

6 趙軍;趙繼;張雷;;焊縫結(jié)構(gòu)光圖像處理與特征提取方法[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2013年01期

7 陳海永;孫鶴旭;徐德;;一類窄焊縫的結(jié)構(gòu)光圖像特征提取方法[J];焊接學(xué)報(bào);2012年01期

8 高世一;楊凱珍;;變邊限高斯擬合提取激光條紋中心線方法的研究[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2011年05期

9 賈倩倩;王伯雄;羅秀芝;;光切法形貌測量中光條中心的亞像素提取[J];光學(xué)精密工程;2010年02期

10 吳家勇;王平江;陳吉紅;巫孟良;;基于梯度重心法的線結(jié)構(gòu)光中心亞像素提取方法[J];中國圖象圖形學(xué)報(bào);2009年07期

本文編號(hào)：2825163