[发明专利]双目视觉管道内壁自动无损检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双目视觉管道内壁自动无损检测方法，通过双目CCD摄像机对管道内壁实施自动质量检测，它实现了对管道内壁可见伤痕或缺陷的无人工干预的无损、实时和高精度测量。属于计算机视觉技术领域。

背景技术

无损检测技术是保证产品质量和设备安全运行的一门共性技术，已被广泛应用于现代工业的各个领域。它是在当前物理学、电子学、电子计算机技术、信息处理技术、材料科学等学科成果基础上发展起来的一门综合性技术，是现代工业质量保证体系中的主要技术之一。

管道工业是关系到国计民生的重要领域。无论是安装于建筑物内部的各类如通风、除尘、排水、暖气管道，或是工业上的石油、天然气、电力、冶金、轻工等远距离输送管道，都存在对管道内壁的无损检测和探伤需求。由于管道工业的特殊需求，首先，管道内部的检测方法应当不损害管道本身；其次，由于管道通常数量庞大，检测方法应当尽可能减少检测时间，提高检测效率。现有的管道检测方法很多，例如超声检测、压力试验和气密性试验检测、涡流检测、激光检测等。对于日常生活中常用的和距离较短的管道，例如供水管，废水管、电缆管道等，以上所列方法通常是不适合使用的，因为这些方法设备昂贵，使用复杂，维护起来也比较困难。

计算机视觉是通过分析图像来获取对客观世界的定位、测量、认知的一个研究领域，随着技术的进步和发展，近些年逐渐应用到工程中的某些领域。对现有文献检索发现：

1.中国专利申请号，200610166837.9，名称：空间曲线型长距离微细管道内表面形貌测量检测方法，该专利利用二维位置传感器接收从激光器出射的光束在管壁上形成的光斑，根据二维位置传感器产生的电流信号以及测量仪的结构参数，计算出光斑点在局部三维坐标系中的位置。微型马达带动扫描镜旋转一周，得到管道内壁一个界面上所有采样点的位置。该专利适用于内径9mm-11mm的微细管道内壁的缺陷检测和三维测量，不适用于工业上和生活中的管道内壁测量和检测。

2.中国专利申请号：02137659.X，空间曲线型微细管道内表面形貌检测器，该专利提供的检测器具有光环发生器和CCD摄像机，使用CCD摄像机接收光环发生器发射到管壁上的光环，并根据光环在平面图像中的尺寸求解内壁的三维重构图。该方法同样用于直径9mm-12mm的微细管道表面检测，而不适于工业上和生活中的管道内壁检测；该专利也属于计算机视觉测量的范畴，但是视觉测量设备除了CCD摄像机以外，还需使用辅助光源才能完成测量。

3.中国专利申请号：02825895.9，名称：使用图像模式识别的卷曲管道检测系统。该专利包括：一计算机系统，被配置为执行模式识别软件；以及多个成像设备，被配置为当管道通过成像设备时，捕捉管道的视频图像。该设备要求使连续长度的卷曲管道在多个成像设备的前面通过，对于工业和生活管道而言，管道是不能移动的，因此检测设备必须能够自行在管道内部运动。该设备的多个成像设备由三个CCD照相机组成，对于计算机视觉测量系统而言，两个CCD照相机即可具备对待测表面进行缺陷检测和三维测量的能力，在管道内壁检测应用中，减少照相机的数量能够提高测量设备的集成度和减轻测量设备重量，从而能够提高检测效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双目视觉管道内壁自动无损检测方法，通过双目摄像机对管道内壁实施自动质量检测，它能够实现对生活和工业上不超过十米的短距离管道内壁划痕、突起、凹陷等可见伤痕的无人工干预的无损、实时和高精度测量。本发明可以识别在图像中与管壁外观区别清晰的缺陷，可以计算出管道内壁各个缺陷的深度极值和该位置的坐标。本发明实现了对管道内壁的无损、自动测量，测量速度较快，适用于对各类短距离管道内壁的测量。

本发明的方法是基于一种双目视觉管道内壁自动无损检测装置，该装置由双目CCD摄像机、采集供电系统和便携式计算机构成：双目CCD摄像机由两套独立的CCD摄像机组成，通过视频连接线缆和电源线连接到采集供电系统；采集供电系统内部装有电源及视频采集卡，电源给双目CCD摄像机和视频采集卡供电，视频采集卡实时接收双目CCD摄像机采集到的图像，并通过USB端口连接到便携式计算机上，将采集到的图像传送给便携式计算机中的图像处理软件；便携式计算机上安装有图像处理软件，图像处理软件的功能是通过输入的双目图像，使用计算机视觉技术，识别管壁内部的缺陷，并测量缺陷深度的极值。