本文關(guān)鍵詞：基于機器視覺的石油管錐螺紋參數(shù)測量試驗研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著石油管在石油開采領(lǐng)域中的大量使用,石油管螺紋的質(zhì)量與油田的正常生產(chǎn)息息相關(guān),這對于石油管螺紋的檢測提出了高精度、高效率的要求。但是,工程實際中缺乏有效的辦法來實現(xiàn)石油管螺紋的準(zhǔn)確、高效測量,大多還停留在人工檢測的基礎(chǔ)上,檢測效率低下、測量精度不高。因此,找到和探索一種高效、高精度的石油管螺紋多參數(shù)測量系統(tǒng)就顯得極為迫切和必要。本文在機器視覺和圖像處理的基礎(chǔ)上,根據(jù)API對螺紋幾何尺寸的規(guī)定以及石油管螺紋檢測的要求,進行了工業(yè)現(xiàn)場的非接觸式石油管螺紋多參數(shù)檢測系統(tǒng)試驗研究。主要的研究內(nèi)容包括:(1)設(shè)計了基于機器視覺的石油管螺紋測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)由機械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)以及光學(xué)系統(tǒng)組成,采用光學(xué)的方法,結(jié)合機械傳動技術(shù)帶動圖像傳感器采集石油管螺紋圖像。(2)石油管螺紋檢測系統(tǒng)運用數(shù)字圖像處理技術(shù)對采集到的石油管螺紋數(shù)字圖像進行預(yù)處理、圖像二值化、邊緣檢測和輪廓提取。結(jié)合石油管螺紋的特點,采用了偽中值雙邊濾波算法對圖像進行預(yù)處理,采用迭代閾值分割法對圖像進行二值化處理,采用了優(yōu)化Canny算子對圖像邊緣進行了檢測,最后利用跟蹤法對圖像輪廓進行了優(yōu)化,實現(xiàn)了圖像邊緣輪廓的準(zhǔn)確提取。(3)對測量系統(tǒng)進行了準(zhǔn)確的標(biāo)定,對圖像邊界進行了擬合,根據(jù)石油管螺紋特點以及國產(chǎn)油管的尺寸的規(guī)定,并參照API規(guī)定的測量方法給出了石油管螺紋的牙型角、螺距、牙型高、錐度以及中徑的測量原理,得到了各個參數(shù)具體數(shù)值。(4)對測量系統(tǒng)進行了誤差分析,分析了機電系統(tǒng)誤差、光學(xué)系統(tǒng)誤差、算法誤差以及環(huán)境因素誤差的來源,以及這些誤差對測量系統(tǒng)造成影響;通過理論分析,給出了這些誤差的計算公式,并提出了誤差補償措施。試驗系統(tǒng)通過對石油管錐螺紋圖像的采集與處理,得到了螺紋各個幾何參數(shù)的具體數(shù)值,各幾何參數(shù)值都在API規(guī)定的公差范圍以內(nèi),滿足石油管螺紋測量的精度要求。因此,本試驗系統(tǒng)可以實現(xiàn)石油管螺紋參數(shù)的非接觸測量,測量準(zhǔn)確、高效,是測量石油管螺紋幾何參數(shù)的有效辦法。
【關(guān)鍵詞】：機器視覺 數(shù)字圖像處理 邊緣檢測 參數(shù)測量 誤差分析
【學(xué)位授予單位】：陜西理工學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE973;TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-15
• 1.1 課題背景、目的及意義11-12
• 1.1.1 選題背景11-12
• 1.1.2 課題目的及意義12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢12-14
• 1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)外研究發(fā)展趨勢13-14
• 1.3 論文主要工作14-15
• 第2章 系統(tǒng)方案確定與系統(tǒng)組成15-29
• 2.1 石油管螺紋測量方法對比15-17
• 2.1.1 綜合測量法15
• 2.1.2 單項測量法15-17
• 2.2 試驗方案確定17
• 2.3 系統(tǒng)檢測原理17-18
• 2.4 系統(tǒng)組成18-27
• 2.4.1 機械系統(tǒng)組成19-21
• 2.4.2 電氣系統(tǒng)組成21-24
• 2.4.3 光學(xué)系統(tǒng)組成24-26
• 2.4.4 軟件系統(tǒng)設(shè)計26-27
• 2.5 方案存在的主要技術(shù)難題及應(yīng)對措施27
• 2.6 本章小結(jié)27-29
• 第3章 石油管錐螺紋圖像采集與處理29-51
• 3.1 圖像采集29-30
• 3.1.1 機器視覺技術(shù)介紹29
• 3.1.2 圖像采集過程29-30
• 3.2 圖像預(yù)處理30-38
• 3.2.1 數(shù)字圖像處理技術(shù)介紹30-31
• 3.2.2 石油管螺紋圖像處理過程31
• 3.2.3 圖像灰度處理31-32
• 3.2.4 圖像濾波32-38
• 3.3 圖像處理38-49
• 3.3.1 圖像閾值分割38-39
• 3.3.2 圖像邊緣檢測39-48
• 3.3.3 圖像輪廓獲取48-49
• 3.4 本章小結(jié)49-51
• 第4章 錐螺紋幾何參數(shù)測量51-61
• 4.1 測量原理及方法51-52
• 4.1.1 檢測原理51
• 4.1.2 邊界擬合法51-52
• 4.2 測量系統(tǒng)標(biāo)定52-53
• 4.3 螺紋幾何參數(shù)測量53-59
• 4.3.1 螺距測量53-54
• 4.3.2 牙型角測量54-55
• 4.3.3 牙型高測量55-56
• 4.3.4 錐度測量56-58
• 4.3.5 中徑測量58-59
• 4.4 螺紋幾何參數(shù)測量結(jié)果59
• 4.5 本章小結(jié)59-61
• 第5章 精度分析61-69
• 5.1 機電系統(tǒng)誤差分析61-63
• 5.2 光學(xué)系統(tǒng)誤差分析63-66
• 5.2.1 圖像傳感器誤差63-64
• 5.2.2 標(biāo)定誤差64-65
• 5.2.3 牙型失真誤差65-66
• 5.3 算法誤差分析66-67
• 5.3.1 濾波誤差66-67
• 5.3.2 二值化誤差67
• 5.3.3 邊緣檢測誤差67
• 5.4 環(huán)境因素誤差分析67-68
• 5.4.1 溫度影響67-68
• 5.4.2 電磁和自然光影響68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-71
• 參考文獻71-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果77-79
• 致謝79

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本文編號：495954