[1]林思雨,倪洪启,李宝志,等.基于机器视觉的波纹补偿器轴向尺寸检测[J].焊管,2023,46(2):32-40.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2023.02.006]
　LIN Siyu,NI Hongqi,LI Baozhi,et al.Axial Dimension Detection of Corrugated Compensator Based on Machine Vision[J].,2023,46(2):32-40.[doi:10.19291/j.cnki.1001-3938.2023.02.006]
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基于机器视觉的波纹补偿器轴向尺寸检测()
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《焊管》[ISSN:1001-3938/CN:61-1160/TE]

卷:
46
期数:
2023年第2期
页码:
32-40
栏目:
应用与开发
出版日期:
2023-02-28

文章信息/Info

Title:
Axial Dimension Detection of Corrugated Compensator Based on Machine Vision
文章编号:
10.19291/j.cnki.1001-3938.2023.02.006
作者:
林思雨; 倪洪启; 李宝志; 孟宪春
1. 沈阳化工大学 机械与动力工程学院，沈阳110142； 2. 秦皇岛北方管业有限公司，河北 秦皇岛066004；3. 河北省波纹膨胀节与金属软管技术创新中心，河北 秦皇岛066004
Author(s):
LIN Siyu;  NI Hongqi;  LI Baozhi;  MENG Xianchun
1. School of Mechanical and Power Engineering, Shenyang University of Chemical Technology, Shenyang 110142, China; 2. Qinhuangdao North Pipe Industry Co., Ltd., Qinhuangdao 066004, Hebei, China; 3. Hebei Province Corrugated Expansion Joint and Metal Hose Technology Innovation Center, Qinhuangdao 066004, Hebei, China
关键词:
机器视觉; 波纹补偿器; 改进Canny算子; 边缘特征点; 整体轴向尺寸; 相邻波纹间轴向尺寸
Keywords:
machine vision;  corrugated compensator;  improved Canny operator;  edge feature points;  overall axial dimension;  axial dimension between adjacent corrugations
分类号:
TG806；TP277
DOI:
10.19291/j.cnki.1001-3938.2023.02.006
文献标志码:
B
摘要:
为了准确检测波纹补偿器的变形状况，改善波纹补偿器传统检测方式的弊端，提出了一种应用机器视觉的波纹补偿器轴向尺寸检测方法。首先，使用张正友相机标定法对工业CCD相机进行标定并采集波纹补偿器图像信息，然后提出一种改进Canny算子对图像进行边缘检测，获得可处理的理想化二值图像，遍历二值化图像进行水平倾斜校正后，提取极限边缘特征点。最后，计算出波纹补偿器在世界坐标系下的整体轴向尺寸和相邻波纹间的轴向尺寸。结果表明，该方法能较为精确的计算出波纹补偿器在不同变形程度下的轴向尺寸，并利用所计算出的尺寸数据准确地判断出了波纹补偿器的变形状况，对于保证波纹补偿器平稳工作，维护生产安全具有重要意义。
Abstract:
In order to accurately detect the deformation of the corrugated compensator and improve the disadvantages of the traditional detection method of the corrugated compensator, a detection method of the axial dimension of the corrugated compensator based on machine vision is proposed. ZHANG Zhengyou camera calibration method is used to calibrate the industrial CCD camera and collect the corrugated compensator image information, and then an improved Canny operator is proposed to detect the edge of the image to obtain a processable ideal binary image. After traversing the binary image for horizontal tilt correction, the limit edge feature points are extracted. Finally, the overall axial size of the ripple compensator in the world coordinate system and the axial size between adjacent corrugations are calculated. The experimental results show that the axial size of the corrugated compensator under different deformation degrees can be accurately calculated, and the deformation of the corrugated compensator can be accurately judged by the calculated size data, which is of great significance to ensure the smooth operation of the corrugated compensator and maintain production safety.

参考文献/References:

［1］ 倪洪启，李宝志，林思雨，等.应用移动终端的波纹补偿器监测系统设计［J］.管道技术与设备，2021（3）：49-52，58.［2］ 倪洪启，金驰，冯霏.波纹补偿器故障诊断系统研制［J］.工程设计学报，2019，26（3）：354-363.［3］ 施佳豪，王庆，冯悠扬.基于三维标定板的相机标定方法［J］.传感器与微系统，2021，40（6）：48-51.［4］ 单宝华，霍晓洋，刘洋.张正友标定法在DIC位移测量中的应用［J］.实验室研究与探索，2016，35（2）：8-12，21.［5］ DONG L，PAN S H. Improved canny edge detection algorithm based on deep learning［J］.Scientific Journal of Intelligent Systems Research，2021，3（2）：15.［6］ YONG W K，INNILA R J，ADDAPALLI V N. A study on the effect of canny edge detection on downscaled images［J］. Pattern Recognition and Image Analysis， 2020，30（3）：32.［7］ BADRI N M.Image edge detection techniques［J］.Accents Tra?sactions on Image Processing and Computer Vision，2019，5（15）：13.［8］ 丁登峰. 基于混合滤波算法的智能边缘检测技术研究与应用［D］.武汉：武汉纺织大学，2021.［9］ JOSEP A，LUIS S.Hybrid filter based on fuzzy techniques for mixed noise reduction in color images［J］.Applied Sciences，2019，10（1）：243.［10］ SREEJITH S，NAYAK J.Study of hybrid median filter for the removal of various noises in digital image［J］.Journal of Physics：Conference Series，2020，1706（1）：012079.［11］ 石野，王晓凯，刘慧锋.基于局部滤波模板的双边滤波算法研究［J］.测试技术学报，2021，35（1）：49-53.［12］ RAKA K.A novel technique for texture and edge preservation using bilateral filter［J］.National Academy Science Letters，2021，44（2）：25.［13］ ZHANG X L，DAI L Q.Fast bilateral filtering［J］.Electronics Letters，2019，55（5）：8.［14］ MAI X.Research on simulation rendering technology of watercolor painting based on canny edge darkening［J］.Journal of Physics：Conference Series，2021，1748（2）：022011.［15］ LADANYI L，KRALIK M.Automatic buildings detection using Sobel，Roberts，Canny and Prewwitt detector［J］.Journal of Electrical Engineering，2021，72（4）：33.［16］ XU H Y，XU X L，ZUO Y B.Applying morphology to improve Canny operator’s image segmentation method［J］.The Journal of Engineering，2019（23）：12.［17］ 李浩谊，马春庭，唐秀媛.多方向Scharr的齿轮边缘检测与中心定位［J］.工具技术，2019，53（2）：130-133.［18］ 李浩谊，马春庭.基于改进的Scharr算法的海上舰船图像边缘检测［J］.舰船电子工程，2019，39（3）：103-106.［19］ 吴房胜，李如平，施冬冬.改进Canny算子在焊缝边缘检测中的研究［J］.新乡学院学报，2020，37（9）：46-49.［20］ LI N，LYU X，XU S K，et al.An improved water surface images segmentation algorithm based on the otsu method［J］.Journal of Circuits，Systems and Computers，2020，29（15）：17.［21］ CAO Y Q，WU D，DUAN Y Y.A new image edge detection algorithm based on improved Canny［J］. Journal of Com?utational Methods in Sciences and Engineering，2020，20（2）：42.［22］ 李宝芸，范玉刚，高阳.基于OTSU和Canny算子的红外图像特征提取［J］.陕西理工大学学报，2019，35（6）：33-40.［23］ KE T，ZHANG R D.An improved canny edge detection algorithm［J］.International Journal of Civil Engineering and Machinery Manufacture，2018，3（1）：15.［24］ 王琦，宋伟东，王竞雪.基于Hough变换的直线提取方法及改进［J］.测绘与空间地理信息，2019，42（6）：214-217，221.［25］ DONALD B，YUAN C，STEVEN L M.Analysing arbitrary curves from the line hough transform［J］.Journal of Imaging，2020，6（4）：19.［26］ 刁燕，吴晨柯，罗华，等.基于改进的概率Hough变换的直线检测优化算法［J］.光学学报，2018，38（8）：170-178.［27］ WANG L H，Y Y，SHI J C.Measurement of harvesting width of intelligent combine harvester by improved probabilistic hough transform algorithm［J］.Measurement，2020（151）：43.［28］ 仝京.基于深度学习与机器视觉的零件检测系统的研究与实现［D］.银川：北方民族大学，2020.［29］ 杨艳.基于深度学习的工件尺寸在线视觉检测关键技术研究［D］.济南：山东大学，2019.［30］ 黄寅礼.基于传统方法与深度学习的SAR图像舰船检测对比分析与软件实现［D］.西安：西安电子科技大学，2020.

备注/Memo

备注/Memo:
基金项目： 辽宁省科学技术基金资助项目“厚壁螺旋定子管内外分步高压胀形机理研究”（项目编号20170540722）。收稿日期：2022-05-19作者简介：林思雨（1996—），男，硕士研究生，主要从事波纹管故障诊断与自动化研究
更新日期/Last Update: 2023-02-22