【摘要】：螺紋桶作為核電站物料傳輸通道的重要封鎖工具,其內(nèi)壁螺紋的完整性與清潔度對(duì)防止核泄漏十分關(guān)鍵。目前,部分核電站采用單攝像頭在桶內(nèi)螺旋下降采集視頻,人工觀察缺陷,檢測耗時(shí)長,且質(zhì)檢主觀性強(qiáng)、易產(chǎn)生視覺疲勞,難以準(zhǔn)確定位內(nèi)壁生銹損壞處。為了提高檢測效率和精度,避免視覺疲勞產(chǎn)生的誤檢以及核輻射對(duì)工人的安全隱患,本文采用機(jī)器視覺技術(shù),通過多攝像頭多視角拍攝獲取螺紋桶內(nèi)壁圖像序列,研究適用于螺紋圖像的畸變校正預(yù)處理、橫向配準(zhǔn)、縱向配準(zhǔn)和圖像融合技術(shù),開發(fā)了相應(yīng)的多路視頻監(jiān)控、全景拼接及螺紋生銹自動(dòng)檢測系統(tǒng),論文主要工作如下。首先,考慮到原始采集圖像存在徑向失真,對(duì)所用成像設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定,求出相機(jī)內(nèi)參數(shù);以多項(xiàng)式法逼近成像設(shè)備的徑向失真,通過多參數(shù)協(xié)同調(diào)節(jié)獲取畸變參數(shù);然后,利用相機(jī)內(nèi)參數(shù)和畸變參數(shù)對(duì)原始圖像進(jìn)行校正,還原螺紋無失真原貌,有效地解決了圖像徑向失真問題。為了實(shí)現(xiàn)多個(gè)成像設(shè)備隨時(shí)間移動(dòng)、在不同視角獲取多幅圖像的完整場景拼接,將圖像拼接分為橫向拼接和縱向拼接。首先,提取橫向相鄰螺紋圖像標(biāo)定重疊區(qū)域內(nèi)的SIFT特征點(diǎn),基于FLANN進(jìn)行粗匹配,然后通過坐標(biāo)約束和RANSAC提純得到精確匹配,確定橫向重疊區(qū)域;再對(duì)縱向相鄰螺紋圖像進(jìn)行霍夫直線特征提取、直線篩選和直線匹配,確定縱向相鄰螺紋圖像間的偏移量;接著,在完成場景橫向拼接的基礎(chǔ)上,完成多個(gè)攝像頭的縱向拼接,基于局部亮度調(diào)整和最佳縫合線搜索,實(shí)現(xiàn)圖像間的多分辨率融合和自然過渡。本文基于C++語言實(shí)現(xiàn)了螺紋桶內(nèi)壁多路視頻監(jiān)控及全景拼接系統(tǒng)。橫、縱向局部拼接測試結(jié)果表明,橫向螺紋走勢(shì)銜接自然,縱向螺紋間距一致且排列均勻,驗(yàn)證了該拼接算法的準(zhǔn)確性;生銹、潔凈螺紋桶的整體全景拼接測試結(jié)果表明,全景拼接圖像中的螺紋數(shù)與實(shí)際一致,均為35根螺紋,且能準(zhǔn)確定位生銹損壞處,驗(yàn)證了該拼接算法的魯棒性;與傳統(tǒng)單攝像頭螺旋下降監(jiān)測方案相比,本系統(tǒng)將原來監(jiān)測耗時(shí)1分鐘下降到20秒,大大提升了監(jiān)測效率,且顏色直方圖檢測螺紋生銹程度展示了本系統(tǒng)對(duì)螺紋缺陷檢測的智能性。此外,該系統(tǒng)還可應(yīng)用于其它環(huán)形設(shè)備的全方位監(jiān)測以及全景拼接領(lǐng)域。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM623;TP391.41
【圖文】：

6圖 2-1 螺紋桶外觀視頻監(jiān)控及全景拼接系統(tǒng)，必須考慮像頭個(gè)數(shù)太多，會(huì)增加多路視頻同步于桶內(nèi)拍攝，而攝像頭太少則導(dǎo)致需行圖像拼接時(shí)，若重合區(qū)過小，則可穩(wěn)定性和可靠性；若重合區(qū)過大，則高。因此，在拍攝范圍覆蓋螺紋桶內(nèi)量和拍攝圖像數(shù)，以提高該系統(tǒng)的全尺寸、拍攝物距、多攝像頭拍攝以及攝像頭豎直排列，并設(shè)計(jì)機(jī)械支架將一周拍攝內(nèi)壁分塊圖片，然后進(jìn)行全

）針對(duì)螺紋桶內(nèi)壁圖像特征，選取有效的拼接算法，對(duì)拼接后均衡處理，在保證拼接圖像清晰自然的前提下盡可能保留原圖）攝像頭拍攝完螺紋桶內(nèi)壁所有分塊圖像后，后臺(tái)完成全景拼全景圖片顯示在工控機(jī)界面上；）要求軟件穩(wěn)定，在出現(xiàn)異�；蜉斎脲e(cuò)誤時(shí)彈出警告信息。紋桶內(nèi)壁多路視頻監(jiān)控及全景拼接系統(tǒng)硬件選桶內(nèi)壁多路視頻監(jiān)控及全景拼接系統(tǒng)的硬件部分可劃分為 3 塊、機(jī)械模塊和工控機(jī)。機(jī)械模塊與圖像采集模塊通過軸承像采集模塊伸入螺紋桶內(nèi)旋轉(zhuǎn)一周采集圖像與視頻，完成后將車運(yùn)動(dòng)至下一個(gè)螺紋桶重復(fù)觀測；工控機(jī)則實(shí)時(shí)監(jiān)測攝像頭圖像，并完成螺紋桶內(nèi)壁全景拼接圖像顯示。若全景拼接圖，則打開氣缸開關(guān)，向螺紋桶內(nèi)住入清洗液進(jìn)行清洗，其硬圖 2-2 所示。

r dart 工業(yè)相機(jī)，作為目前符合 US度與安全性，可提供高達(dá) 350MB口設(shè)計(jì)靈活，可搭配各種鏡頭，且顯微鏡非工業(yè)領(lǐng)域以及各種交通應(yīng)傳感器外觀如圖 2-3 所示。表 2-1 basler COMS 傳感器參數(shù)名稱 參數(shù)型號(hào) daA1280-54分辨率 1280×960感光芯片 Aptina AR0尺寸（光學(xué)） 1/3”光芯片技術(shù) CMOS，全局素尺寸（μm） 3.75×3.75幀速率 54fps接口 USB 3.0功耗 1.3W重量 15g

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2763186