鋼管在線檢測系統及方法技術方案

本發明專利技術涉及一種鋼管在線檢測系統及方法，該系統包括：管口圖像采集裝置、管壁圖像采集裝置、上位機模塊和電源，管口圖像采集裝置和管壁圖像采集裝置均與上位機模塊連接，用以實時采集鋼管管口圖像及管壁圖像并發送至上位機模塊；上位機模塊用以對采集到的圖像進行分析，剔除不合格鋼管，統計鋼管管口及管壁參數合格率；電源分別與管口圖像采集裝置、管壁圖像采集裝置和上位機模塊連接，用以為管口圖像采集裝置、管壁圖像采集裝置和上位機模塊提供電力。本發明專利技術具有無需人工干擾、準確性高，精度高、生產效率高，降低勞動強度、實時性高、實用性強且成本低廉的優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及鋼管檢測領域，具體涉及一種。
技術介紹
鋼管是鋼鐵企業軋鋼廠生產的一類主要產品，廣泛用作建筑鋼筋、機械制造、金屬原材料等。在鋼管的生產過程中，鋼管質量檢測是最重要的一個環節。有效的鋼錠的質量檢測能保證其生產效率和產品質量，同時也是企業獲得經濟效益的有力保障。傳統的鋼管檢測方法采用人工檢測，通過工人在流水線上觀察，剔除有缺陷的不合格鋼管。然而，這種檢測方法完全依靠工人的經驗判斷鋼管缺陷程度，判定鋼管是否達到合格品標準，存在準確性低、勞動強度大、檢測效率低的缺點。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種鋼管在線檢測系統，以解決現有人工檢測鋼管缺陷方法存在生產效率低，勞動強度大，準確性低的技術問題。本專利技術的另一目的在于提供一種鋼管在線檢測方法，以解決現有人工檢測鋼管缺陷方法存在生產效率低，勞動強度大，準確性低的技術問題。為達到上述目的，本專利技術提供一種鋼管在線檢測系統，包括管口圖像采集裝置、管壁圖像采集裝置、上位機模塊和電源，管口圖像采集裝置和管壁圖像采集裝置均與上位機模塊連接，用以實時采集鋼管管口圖像及管壁圖像并發送至上位機模塊；上位機模塊用以對采集到的圖像進行分析，剔除不合格鋼管，統計鋼管管口及管壁參數合格率；電源分別與管口圖像采集裝置、管壁圖像采集裝置和上位機模塊連接，用以為管口圖像采集裝置、管壁圖像采集裝置和上位機模塊提供電力；其中，上位機模塊進一步包括人機交互處理單元用以接受用戶的操作，實現初始化工作及參數設置，并實時顯示檢測信息及檢測結果。開關單元分別與人機交互處理單元和管口圖像采集裝置以及管壁圖像采集裝置連接，用以根據接受到的用戶操作控制管口圖像采集裝置或管壁圖像采集裝置運行。管口圖像處理單元與管口圖像采集裝置連接，用以對采集到的圖像進行分析處理，判斷管口圖像的分割以及連通區域，獲取管口的區域位置，對該連通區域進行橢圓擬合，并與預先存儲的標準管口橢圓模板比對，得到管口的尺寸以及缺陷。管壁圖像處理單元與管壁圖像采集裝置連接，用以對采集到的圖像進行分析處理，判斷管壁圖像的分割以及連通區域，獲取管壁的區域位置，對該連通區域進行區域連接和擬合，得到管壁的整個連通區域，通過這個連通區域擬合成管壁的圓柱形區域，通過這個擬合的圓柱形區域與預先存儲的標準管壁的圓柱形模板進行比對，獲取管壁缺陷值；剔除控制單元分別與管口圖像處理單元和管壁圖像處理單元連接，根據管口圖像處理單元和管壁圖像處理單元得到的管口和管壁缺陷的檢測結果，剔除存在缺陷的不合格鋼管。統計處理單元與剔除控制單元連接，用以根據管口圖像處理單元和管壁圖像處理單元的比較結果，統計一個批次的鋼管合格率并將統計結果發送至數據庫和人機交互處理單元。數據庫用以存儲標準管口橢圓模板和標準管壁的圓柱形模板，以及，存儲統計處理單元得到的一個批次的鋼管合格率。依照本專利技術較佳實施例所述的鋼管在線檢測系統，該管口圖像采集裝置和管壁圖像米集裝置米用C⑶彩色相機或CMOS彩色相機。依照本專利技術較佳實施例所述的鋼管在線檢測系統，該統計處理單元以excel圖表的形式將統計的一個批次的鋼管合格生成報表發送至數據庫和人機交互處理單元。為達到上述目的，本專利技術還提供一種鋼管在線檢測方法，包括以下步驟(I)接受用戶的操作，實現初始化工作及參數設置；(2)根據用戶的操作，驅動管口圖像采集裝置或管壁圖像采集裝置實時采集鋼管管口圖像或管壁圖像；(3)對采集到的管口圖像進行分析處理，判斷管口圖像的分割以及連通區域，獲取管口的區域位置，對該連通區域進行橢圓擬合，并與預先存儲的標準管口橢圓模板比對，得到管口的尺寸以及缺陷；(4)對采集到的管壁圖像進行分析處理，判斷管壁圖像的分割以及連通區域，獲取管壁的區域位置，對該連通區域進行區域連接和擬合，得到管壁的整個連通區域，通過圖像的邊緣階躍值獲取管壁缺陷值；(5)根據步驟(3)與步驟(4)得到的管口和管壁缺陷的檢測結果，剔除存在缺陷的不合格鋼管；(6)根據剔除處理單元的比較結果，統計一個批次的鋼管合格率并將統計結果發送至數據庫和人機交互處理單元。依照本專利技術較佳實施例所述的鋼管在線檢測方法，步驟(I)中的參數設置包括管口半徑、管壁系數、HSV閾值、分割閾值、邊界算子、增強算子和擬合系數。本專利技術的采用圖像方法對鋼管進行檢測，運行速度快、計數準確，實現了智能判別鋼管缺陷并統計合格率情況。本專利技術通過圖像采集及分析獲取鋼管的缺陷情況，實時顯示檢測信息及檢測結果并將統計結果存儲于數據庫中。本專利技術將采用圖像方法實現鋼管的在線實時檢測，并生成報表輸入到數據庫中存儲，系統操作方便，且大大提高了測量的準確度及測量效率，降低了勞動強度。并且，本專利技術還通過數據庫的交互處理提供方便的查詢處理，方便后續查詢，進一步提高了準確性。另外，本專利技術只需要兩臺CMOS相機或CCD相機采集圖像，裝置的造價低廉，并節省了大量的人力物力成本，有效降低了生產成本。因此，與現有技術相比，本專利技術極大地提高了檢測的速度和準確率，降低了勞動強度，減少了檢測的成本。具有無需人工干擾、準確性高，精度高、生產效率高，降低勞動強度、實時性高、實用性強且成本低廉的優點。附圖說明圖I為本專利技術鋼管在線檢測系統的結構示意圖；圖2為本專利技術實施例統計得到的鋼管檢測各批次合格率列表示意圖。具體實施例方式以下結合附圖，具體說明本專利技術。一種鋼管在線檢測系統，包括管口圖像采集裝置I、管壁圖像采集裝置2、上位機模塊3和電源4，管口圖像采集裝置I和管壁圖像采集裝置2采用CXD彩色相機或CMOS彩色相機，兩者均與上位機模塊3連接，用以實時采集鋼管管口圖像及管壁圖像并發送至上位機模塊3 ;上位機模塊3用以對采集到的圖像進行分析，剔除不合格鋼管，統計鋼管管口及管壁參數合格率；電源4分別與管口圖像采集裝置I、管壁圖像采集裝置2和上位機模塊3連接，用以為管口圖像采集裝置I、管壁圖像采集裝置2和上位機模塊3提供電力。其中，上位機模塊3進一步包括人機交互處理單元31 :用以接受用戶的操作，實現初始化工作及參數設置，并實時顯示檢測信息及檢測結果。參數設置包括管口半徑、管壁系數、HSV閾值、分割閾值、邊界算子、增強算子和擬合系數。管口半徑值給出的是所測管口尺寸與標準尺寸的比例系數，用以實現從標準尺寸轉換為所測尺寸，該值取值范圍為0. 2 1，為I時表示和標準尺寸相同，用于管口缺陷檢測。管壁系數給出的是所測管壁尺寸與標準尺寸的比例系數，用以實現從標準尺寸轉換為所測尺寸，該值取值范圍為0. 2 1，為I時表示和標準尺寸相同，用于管壁缺陷檢測。HSV閾值是色彩空間的分割閾值，表示從RGB圖像轉換為HSV色彩空間圖像，通過設置HSV閾值來實現所需要的連通區域的分割。取值為(Tl，在管口和管壁的圖像色彩分割中都有使用。分割強度閾值，閾值設置的越大則越小的區域被分割到連通區域中。取值為(Tl，在管口和管壁的連通區域分割中都有使用。邊界算子為邊界擬合算子，是擬合區域邊界時使用的，邊界算子值越大則擬合的邊界越光滑。取值為2 8，主要是用于管口的邊界擬合。增強算子為圖像增強操作的算子，當圖像的整體色彩失衡以及各區域的對比度差異較大時，該參數需要設置較大。取值為(Tl，主要用于調整采集圖像的顯示效果。擬合系數為最終擬合為橢圓的相關系數，該值越大擬合出來的邊界越光滑本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋼管在線檢測系統，其特征在于，包括：管口圖像采集裝置、管壁圖像采集裝置、上位機模塊和電源，所述管口圖像采集裝置和管壁圖像采集裝置均與所述上位機模塊連接，用以實時采集鋼管管口圖像及管壁圖像并發送至所述上位機模塊；所述上位機模塊用以對采集到的圖像進行分析，剔除不合格鋼管，統計鋼管管口及管壁參數合格率；所述電源分別與所述管口圖像采集裝置、管壁圖像采集裝置和上位機模塊連接，用以為所述管口圖像采集裝置、管壁圖像采集裝置和上位機模塊提供電力；其中，所述上位機模塊進一步包括：人機交互處理單元：用以接受用戶的操作，實現初始化工作及參數設置，并實時顯示檢測信息及檢測結果；開關單元：分別與所述人機交互處理單元和管口圖像采集裝置以及管壁圖像采集裝置連接，用以根據接受到的用戶操作控制所述管口圖像采集裝置或管壁圖像采集裝置運行；管口圖像處理單元：與所述管口圖像采集裝置連接，用以對采集到的圖像進行分析處理，判斷管口圖像的分割以及連通區域，獲取管口的區域位置，對該連通區域進行橢圓擬合，并與預先存儲的標準管口橢圓模板比對，得到管口的尺寸以及缺陷；管壁圖像處理單元：與所述管壁圖像采集裝置連接，用以對采集到的圖像進行分析處理，判斷管壁圖像的分割以及連通區域，獲取管壁的區域位置，對該連通區域進行區域連接和擬合，得到管壁的整個連通區域，通過這個連通區域擬合成管壁的圓柱形區域，再通過這個擬合的圓柱形區域與預先存儲的標準管壁的圓柱形模板進行比對，獲取管壁缺陷值；剔除控制單元：分別與所述管口圖像處理單元和管壁圖像處理單元連接，根據所述管口圖像處理單元和管壁圖像處理單元得到的管口和管壁缺陷的檢測結果，剔除存在缺陷的不合格鋼管；統計處理單元：與所述剔除控制單元連接，用以根據管口圖像處理單元和管壁圖像處理單元的比較結果，統計一個批次的鋼管合格率并將統計結果發送至數據庫和人機交互處理單元；數據庫：用以存儲標準管口橢圓模板和標準管壁的圓柱形模板，以及，存儲所述統 計處理單元得到的一個批次的鋼管合格率。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：胡潔，黃海清，戚進，谷朝臣，劉超，
申請(專利權)人：上海交通大學，
類型：發明
國別省市：