管道内壁图像检测系统设计

发布时间：2023-09-03 20:56

　　随着管道制造技术的快速发展,各类管道被广泛应用于冶金、石油化工及军事等行业中。在军事领域,管道是火炮武器十分关键的部件,其内壁表面质量不仅影响武器的射击精度等技术指标,还会影响武器整个使用过程当中的安全性、可靠性等。因此,无论是管道生产制造过程中对其内壁铬层质量的观察,还是在其使用过程中定期对内壁表面质量的检测,在军事中和工程上都十分重要。为了得到管道内壁大视场、高分辨率图像,本文设计了改进的基于旋转扫描成像原理的管道内壁图像检测系统,实现了序列图像的实时采集,完成了检测装置的设计及相关设备的自动控制。本论文的主要工作如下:1.完成了管道内壁图像检测系统的总体方案设计:主要包括光学成像模块、测量车模块、爬行器模块及其对应的控制模块。2.完成了图像检测系统硬件设计与调试:包括测量车模块及爬行器模块的机械结构设计与加工装配;电机、相机等相关器件的选型及同步控制电路的设计与调试。3.完成了图像检测系统软件设计与调试:包括上位机软件和下位机软件。上位机软件实现与下位机通信、参数设置、相机调用、数据保存等功能;下位机软件接收并传输上位机的控制命令和状态参数,并执行命令。4.提出一种改进的图像拼接...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
    1.2 管道内壁检测技术国内外研究现状
    1.3 管道内壁图像检测系统国内外研究现状
    1.4 本文主要工作及结构安排
    1.5 本章小结
第2章 管道内壁图像检测原理及系统设计方案
    2.1 管道内壁图像获取原理
    2.2 图像检测系统设计要求
    2.3 系统总体设计方案
        2.3.1 光学成像模块
        2.3.2 测量车模块
        2.3.3 爬行器模块
        2.3.4 硬件控制模块
        2.3.5 软件控制模块
    2.4 本章小结
第3章 图像检测系统硬件设计
    3.1 光学成像模块的设计
        3.1.1 成像相机选型
        3.1.2 成像镜头参数确定及选型
        3.1.3 照明方式选取
    3.2 测量车模块的设计
        3.2.1 旋转电机选型
        3.2.2 旋转电机控制方案
        3.2.3 旋转连接滑环选型
    3.3 爬行器模块的设计
        3.3.1 爬行电机选型
        3.3.2 爬行电机控制方案
    3.4 硬件控制模块的设计
        3.4.1 单片机控制单元
        3.4.2 CPLD逻辑控制单元
        3.4.3 总体控制时序的设计
        3.4.4 外部通讯单元的设计
        3.4.5 电源单元设计
    3.5 本章小结
第4章 图像检测系统软件设计
    4.1 下位机软件设计
    4.2 上位机软件设计
    4.3 本章小结
第5章 图像处理
    5.1 图像拼接
        5.1.1 SIFT特征点检测原理
        5.1.2 结合边缘检测的快速SIFT图像配准
        5.1.3 基于Sigmoid型函数权重的图像融合
    5.2 瑕疵尺寸测量
        5.2.1 图像二值化及形态学操作
        5.2.2 瑕疵尺寸测算
    5.3 本章小结
第6章 实验与结果分析
    6.1 实验系统及实验条件
    6.2 系统性能分析
        6.2.1 爬行车运动误差分析
        6.2.2 成像模块功能调试
    6.3 图像拼接实验与分析
第7章 项目总结与展望
    7.1 工作总结
    7.2 项目展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：3845763