基于CCD的管內(nèi)作業(yè)機器人管道檢測實驗系統(tǒng)研究.pdf

1、本課題搭建了一套基于CCD的管內(nèi)作業(yè)機器人管道缺陷檢測實驗系統(tǒng)。實現(xiàn)了管徑131mm管道的缺陷內(nèi)檢測。系統(tǒng)主要由管內(nèi)移動機器人部分及管道內(nèi)壁CCD圖像采集部分組成。管內(nèi)移動機器人機構(gòu)部分是本實驗室已有的成果，在此基礎(chǔ)上，本課題選用機器人直流驅(qū)動電機的專用控制器，設(shè)計實現(xiàn)了機器人的運動控制系統(tǒng)。采用CCD相機、光學成像系統(tǒng)(鏡頭)、光源、圖像采集卡以及上位機等部件組建了管道內(nèi)壁CCD圖像采集系統(tǒng)。 本系統(tǒng)采集到的管道內(nèi)壁CCD圖像

2、具有管道內(nèi)壁不同景深處成像分辨率不一致的特征。這種特征給后續(xù)采用數(shù)字圖像處理技術(shù)實現(xiàn)管道缺陷的定位帶來困難。本文針對這一點提出了一種專用的圖像預處理算法——管道內(nèi)壁圖像展開算法，有效的解決了圖像分辨率不一致的問題。 本課題集成了專用的系統(tǒng)軟件，按照功能劃分為管內(nèi)移動機器人運動控制軟件、管道內(nèi)壁CCD圖像采集控制軟件及圖像處理功能軟件。系統(tǒng)軟件在VC++6.0開發(fā)環(huán)境下開發(fā)實現(xiàn)，其中機器人運動控制軟件以控制器提供的底層驅(qū)動軟件庫為

3、基礎(chǔ)實現(xiàn)，圖像采集控制軟件以圖像采集卡提供的底層驅(qū)動軟件類庫為基礎(chǔ)實現(xiàn)，通過建立DIB圖像處理專用類庫——CDib類來實現(xiàn)圖像處理軟件的各功能。 本課題在一根長約4.25m，內(nèi)徑13lmm的鋼管上加工了一個人工小孔缺陷，孔徑約4.5mm。應(yīng)用本管道檢測實驗系統(tǒng)對該小孔缺陷進行了監(jiān)測，對采集到的小孔缺陷圖像在系統(tǒng)軟件中進行了處理，驗證了本系統(tǒng)的可行性。 通過本課題的研究可以預測，基于CCD的管內(nèi)作業(yè)機器人管道缺陷檢測系統(tǒng)將