《管道內表面三維形貌視覺檢測理論與技術研究》是依託北京化工大學，由王穎擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：管道內表面三維形貌視覺檢測理論與技術研究
- 依託單位：北京化工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王穎
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目圍繞管道內表面腐蝕雷射視覺檢測，從理論方法、關鍵技術與系統裝置等方面開展系統深入研究，研製出滿足管道內表面腐蝕雷射視覺檢測的樣機，具體研究內容為：建立雷射視覺檢測管道內表面三維測量模型，以及適於現場受限空間的視覺感測器結構模式，提出利用少數特徵點獲取大量隱性特徵點的方法，提出適於管道內表面測量現場受限空間雷射視覺感測器校準方法，並研製校準裝置，提出圓雷射光條圖像特徵的高精度快速提取方法，構建管道內表面雷射視覺檢測系統樣機，並對各項性能指標進行實驗驗證和評價。本項目研究為管道內表面腐蝕提供有效地檢測手段，為改善我國石油和石化管道腐蝕檢測技術的落後和依賴進口的現狀提供有力的技術支撐，為保證石油產品生產的安全高效做出貢獻。
結題摘要
石油和石化工業為國民生產各行業提供能源和原材料，是保障國家經濟發展的重要產業。海上石油開發由於受到海水、海域環境的影響，和陸上石油用管道相比，管道腐蝕尤為嚴重。石油和石化管道內表面的腐蝕檢測對於保證設備安全運行、減少能源浪費以及環境污染具有重要意義。雷射視覺測量將雷射技術與計算機技術充分結合具有信息量大、測量效率高、精度好、非接觸以及自動化程度高等特點，被廣泛用於物體表面形貌、空間位置測量等許多線上測量的場合，因此將雷射視覺檢測技術用於管道內表面腐蝕和瑕疵的精確三維測量，並基於測量三維點進行缺陷三維重構可視化是當今管道內表面檢測技術的發展趨勢。本項目在已有相關研究工作的基礎上，基於計算機視覺技術、圖像處理技術和射影幾何理論，突破了受限空間管道內表面檢測的關鍵技術瓶頸，搭建了小管徑管道內表面雷射視覺檢測系統。本項目圍繞雷射視覺三維測量的理論和關鍵技術問題，針對小管徑管道內表面雷射視覺檢測的結構模式、圖像特徵提取、高精度校準及三維重構等理論和關鍵技術進行了深入研究。具體研究內容如下： 1. 提出了管道內表面雷射視覺測量系統總體方案，確定了小口徑管道受限空間雷射視覺感測器的縱向結構模式。 2 基於結構光視覺和透視投影理論，建立了管道內表面檢測雷射視覺感測器模型。 3 針對管道內表面圓結構光條特徵，研究了管道內表面圖像噪聲剔除方法以及亞像素圓結構光條中心提取方法。 4 研究了基於平面靶標和量值傳遞理論的圓結構游標定點獲取方法，設計了適於圓結構光模式的平面靶標，確定了標定和測量同步進行的測試方案。 5 搭建了基於圓結構光的管道內表面雷射視覺測量系統，針對公稱直徑為80mm的工業管道，進行了無缺陷和模擬缺陷的三維測量。 6. 研究了基於圓結構光測量三維數據點的管道孔洞和凹凸缺陷檢測及三維重構方法。 本項目突破了雷射視覺管道內表面檢測基礎理論和關鍵技術瓶頸，研製出小口徑管道內表面腐蝕檢測樣機，為改善我國石油和石化管道腐蝕檢測技術落後和依賴進口的現狀提供了技術支撐，實現了管道內表面測量的可視化，為保證石油生產的安全高效做出了貢獻。 基於本項目開展的關鍵技術研究申請了國家發明專利三項，已授權一項。發表EI等收錄論文1篇，核心期刊收錄論文4篇，已投EI期刊待錄用文章2篇。已投SCI期刊論文一篇。
