直縫焊管在管道運(yùn)輸、國(guó)防建設(shè)等方面存在廣泛用途。脈沖鎢極氬弧焊焊接的直縫焊管具有高質(zhì)量的焊縫,但是目前我國(guó)用脈沖鎢極氬弧焊生產(chǎn)直縫焊管的自動(dòng)化水平不高,主要體現(xiàn)在焊縫質(zhì)量依賴(lài)人工檢測(cè)及無(wú)法通過(guò)焊接質(zhì)量反饋控制焊接工藝參數(shù)。對(duì)此,本文進(jìn)行了基于線(xiàn)結(jié)構(gòu)光的管體直焊縫焊接質(zhì)量控制算法研究。焊縫外觀(guān)成型是決定焊接接頭強(qiáng)度及相關(guān)性能的重要因素,本文用焊縫反面成型的熔寬和余高來(lái)評(píng)價(jià)直縫焊管的焊接質(zhì)量,利用線(xiàn)結(jié)構(gòu)光成像技術(shù)設(shè)計(jì)了熔寬和余高的在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采集圖像、預(yù)處理圖像、提取線(xiàn)結(jié)構(gòu)光條紋中心和計(jì)算熔寬與余高,在此過(guò)程中,綜合考慮條紋中心提取速度和精度,提出一種基于骨架的亞像素提取條紋中心的方法。然后結(jié)合卡爾曼濾波模型和動(dòng)態(tài)GM（1,1）預(yù)測(cè)模型的優(yōu)點(diǎn),提出基于動(dòng)態(tài)GM（1,1）的卡爾曼濾波預(yù)測(cè)模型,用以預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)刻的熔寬和余高,通過(guò)實(shí)際數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該模型的有效性。最后根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和前幾個(gè)時(shí)刻的檢測(cè)數(shù)據(jù),提出了焊接工藝參數(shù)的反饋控制方案,并分析了從焊接質(zhì)量在線(xiàn)檢測(cè)到反饋控制整個(gè)流程的時(shí)間消耗,利用CUDA加速實(shí)現(xiàn)了耗時(shí)嚴(yán)重的模塊,達(dá)到了系統(tǒng)的處理時(shí)間要求。利用該控制方案進(jìn)行實(shí)際焊... 

【文章來(lái)源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 焊接質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.3 自動(dòng)焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.4 線(xiàn)結(jié)構(gòu)光測(cè)量技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的主要內(nèi)容
2 基于線(xiàn)結(jié)構(gòu)光的焊接質(zhì)量在線(xiàn)檢測(cè)方法
    2.1 焊接質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法
    2.2 焊接質(zhì)量檢測(cè)原理與系統(tǒng)
        2.2.1 焊接質(zhì)量檢測(cè)原理
        2.2.2 焊接質(zhì)量在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)
    2.3 圖像預(yù)處理
        2.3.1 圖像剪切
        2.3.2 圖像濾波
        2.3.3 圖像分割
        2.3.4 形態(tài)學(xué)圖像平滑處理
    2.4 線(xiàn)結(jié)構(gòu)光光條中心提取
        2.4.1 光條灰度值特征分布
        2.4.2 光條中心提取方法綜述
        2.4.3 光條中心的亞像素提取方法
        2.4.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
    2.5 計(jì)算焊縫的熔寬和余高
    2.6 本章小結(jié)
3 基于焊接質(zhì)量的焊接參數(shù)預(yù)測(cè)控制方法
    3.1 脈沖鎢極氬弧焊工藝參數(shù)
    3.2 焊接質(zhì)量預(yù)測(cè)
        3.2.1 熔寬和余高的相關(guān)性分析
        3.2.2 基于動(dòng)態(tài)GM(1,1)的卡爾曼濾波預(yù)測(cè)模型
        3.2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
    3.3 反饋控制焊接工藝參數(shù)
    3.4 CUDA加速實(shí)現(xiàn)
        3.4.1 加速實(shí)現(xiàn)的必要性
        3.4.2 CUDA編程技術(shù)
        3.4.3 CUDA加速實(shí)現(xiàn)過(guò)程
        3.4.4 加速試驗(yàn)結(jié)果與分析
    3.5 反饋控制效果分析
    3.6 本章小結(jié)
4 總結(jié)與展望
    4.1 本文工作總結(jié)
    4.2 存在的問(wèn)題和以后的研究方向
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于X射線(xiàn)成像的BGA焊接質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)[J]. 何志剛,梁堃,周慶波,龔國(guó)虎,王曉敏.  電子工藝技術(shù). 2016(01)
[2]基于GPU的結(jié)構(gòu)光中心快速提取方法及實(shí)現(xiàn)[J]. 劉正斌,朱丹,佟新鑫.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2014(08)
[3]我國(guó)輸電線(xiàn)路鋼管塔用直縫焊管生產(chǎn)現(xiàn)狀[J]. 常建偉,喬亞霞.  焊管. 2013(08)
[4]一種改進(jìn)的高斯擬合法在光帶中心提取中的應(yīng)用[J]. 孫盼慶,楊永躍,何亮亮.  電子設(shè)計(jì)工程. 2012(13)
[5]鋼軌磨耗動(dòng)態(tài)測(cè)量結(jié)構(gòu)光條紋中心提取算法[J]. 王偉華,孫軍華,劉震,張廣軍.  激光與紅外. 2010(01)
[6]一種改進(jìn)的光條中心提取方法[J]. 楊雪嬌,池海紅.  應(yīng)用科技. 2009(12)
[7]面向浮雕的激光測(cè)量中光刀中心提取[J]. 徐慶富,裴仁清,何嵐嵐,王黎儷,余建宏.  光學(xué)儀器. 2009(05)
[8]基于梯度重心法的線(xiàn)結(jié)構(gòu)光中心亞像素提取方法[J]. 吳家勇,王平江,陳吉紅,巫孟良.  中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào). 2009(07)
[9]線(xiàn)結(jié)構(gòu)光條紋中心的全分辨率精確提取[J]. 熊會(huì)元,宗志堅(jiān),陳承鶴.  光學(xué)精密工程. 2009(05)
[10]精確提取線(xiàn)結(jié)構(gòu)光條紋中心方法[J]. 熊會(huì)元,宗志堅(jiān),高群,陳承鶴.  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2009(10)

博士論文
[1]線(xiàn)結(jié)構(gòu)光表面三維測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定技術(shù)研究[D]. 陳天飛.大連海事大學(xué) 2013

碩士論文
[1]基于線(xiàn)結(jié)構(gòu)光的三維視覺(jué)表面測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 范建華.中北大學(xué) 2015
[2]基于線(xiàn)結(jié)構(gòu)光的三維重構(gòu)[D]. 羅聰.中國(guó)科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所） 2015
[3]視覺(jué)引導(dǎo)在機(jī)器人自動(dòng)焊接中的應(yīng)用研究[D]. 楊文明.東北電力大學(xué) 2015
[4]線(xiàn)結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉玉寶.華僑大學(xué) 2014
[5]H型鋼截面尺寸線(xiàn)結(jié)構(gòu)光測(cè)量[D]. 劉燕.天津大學(xué) 2012
[6]脈沖TIG焊電弧及熔池的數(shù)值分析[D]. 郭朝博.蘭州理工大學(xué) 2011
[7]基于圖像處理的電子元件焊接質(zhì)量檢測(cè)[D]. 王付軍.河北大學(xué) 2010
[8]基于機(jī)器視覺(jué)的貴金屬?gòu)?fù)合帶焊接質(zhì)量在線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 晁攀攀.電子科技大學(xué) 2010
[9]結(jié)構(gòu)光光條中心提取方法研究[D]. 楊尉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[10]基于線(xiàn)結(jié)構(gòu)光的測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 曾圣璞.華中科技大學(xué) 2009



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