基于计算机视觉的油管螺纹参数非接触测量系统的研究

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1、青岛科技大学研究生学位论文基于计算机视觉的油管螺纹参数非接触测量系统的研究摘要本课题来源于东营胜利油田与青岛恒基泰有限公司的合作项目。针对目前油管螺纹形状参数检测技术中存在的问题，本文参照API(美国石油学会)对螺纹几何尺寸的有关规定，结合现有图像检测理论，提出了基于计算机视觉的非接触式检测方法，用来测量油管外螺纹的各项几何参数，并对其中的有关技术进行了分析研究。该检测系统原理为：利用CCD摄像机采集螺纹图像，通过图像采集卡将图像输入到计算机，然后对所采集到的图像进行数字处理，得到螺纹的轮廓图像。螺纹轮廓图像(以像素点数量表示)与实际尺寸(以毫米表示)之间具

2、有⋯对应的线性关系，即两者之间的测量比为常数K，由摄像物镜的放大比和CCD器件的放大比所决定。通过一定的算法计算出螺纹的几何参数，最后与标准尺寸相比较判断是否合格。’本文通过分析比较，采用了中值滤波进行图像降噪，中值滤波是非线性滤波器，其基本思想是用像素点邻域灰度值的中值来代替该像素点灰度值。试验证明，中值滤波后的图像均匀，噪声消除，极好地保持了边界信息。螺纹尺寸测量的关键在于边缘轮廓的提取，本文采用canny算子进行边缘检测，提供所需的二维轮廓线。在得到螺纹边缘轮廓后，需进行轮廓跟踪。轮廓跟踪的目的是为了获取只有单一像素边缘轮廓，并去除轮廓上的毛刺和其它非

3、轮廓线上的噪声点。最后，编制了包括采集、图像处理和测量计算的检测程序，可存储原始数据文件、图像及测量结果报表。实验表明本系统实现了油管螺纹几何尺寸的非接触测量，测量速度快、精度较高，符合API的规定，是测量油管外螺纹几何尺寸的一种有效方法。关键词：计算机视觉；CCD：油管螺纹：边缘检测：参数测量基于计算机视觉的油管螺纹参数非接触测量系统的研究RESEARCHoNSYSTEMoFNoN．CoNTACTTUBINGTHREADMEASUIUNGBASEDoNCOMPUTERVISl0NABSTRACTThistopiccomesfromthecooperatio

4、nprojectbetweenShengliOilFieldinDongyingandHengjitailimitedcompanyinQingdaoAimingattheproblemsinthemeasurementoftubethreadparameters，thepaperpresentsanon-contactmeasuringwaywhichmakesuseofthecurrentimagemeasuringtheoryandisbasedoncomputervisionaccordingtoAPIdefinitionaboutthreadsiz

5、e．Thekeytechnologiesinthemethodarediscussedinthepaper．Theprincipleofthismeasurementsystemisthefollowing．First，itmakesuseofCCDcameratOtakeathreadpicture，thentransportsthepictureintothecomputerbyPCIcard，finallygetsthepicturebydigitalimageprocessingtechnologyThecontourinpictureispropo

6、rtionaltotheactualone．andtheratioiSaconstantKdeterminedbyCCDcameramagnifiedratio．Calculatingthegeometryparametersandcomparingwiththedefinitionsize，wecanjudgeitwhetherqualified．ThispaperusesthemedianfiltertOsmoothimage，andthepurposeistOreducetheinterferers．Accordingtothetest，wecanma

7、ketheconclusionthatthemedianfilterresultisbetterthanotherresults，becausetheimageisclearerandthecontourlineiswellpreserved．Unlessgettingthecontourline，youcannotdetectthegeometryparametersofthread．ThispaperusestheCannyoperatortodetectedgetofind2-Dcontourline．Afterthis，itneedtracethec

8、ontour．Thepurposeoftracing