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由于腐蚀、压力以及其它外力损伤等因素,工业管道及容器不可避免地会出现各种破损。如果不及时更换,将可能酿成严重的事故,如果因为无法检测到出现腐蚀、裂纹和泄漏孔的管道而更换全部的管道将造成资源和经费的严重浪费。然而,一般情况下,管道内部往往是人们不易或不能直接接触的。因此,对于管道的检测,成为工业生产中一道难题。工业内窥镜图像检测技术能迅速地检测管道、容器内部情况并通过显示器显示图像,进行实时处理。
硬件部分主要由CCD摄像机、图像采集设备和计算机系统组成。图像采集设备采用加拿大Matrox公司的Matrox MeteorⅡ/Standard图像采集卡,通过恰当的参数配置以充分发挥其优良的性能。
算法及软件部分主要内容包括非线性标定、射影失真下长度的测量、深度测量、曲面上角度的测量等内容。图像采集程序由MeteorⅡ采集卡自带的MIL软件开发包实现,并采用异步双缓存方法实现图像的实时获取;采用Harris角点检测算法检测角点,并对系统进行非线性标定;针对管道中由于内窥镜光轴与检测平面不垂直导致裂缝形状产生射影失真的现象,提出了累加法和交比法两种长度测量的校正算法;针对管道内的裂缝深度测量,采用清晰度评价函数和对焦测距的方法对深度信息进行测量;针对管道内壁上裂缝角度的测量,提出了柱面透视投影变换和三角函数法作为角度测量的校正算法。
本课题开发了工业内窥镜图像检测软件,使用Visual C++作为开发工具,在Windows平台下完成,人机交互界面友好,操作简单,以上算法均通过了实验测试。