[發(fā)明專利]一種基于機器視覺的風電塔筒焊縫缺陷檢測裝置及方法

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• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111551565A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 肖蘇華;羅文斌;賴南英;曹應斌;吳建毅;林銳豪;何林聰;劉寧
• 申請（專利權）人: 湖南恒岳重鋼鋼結構工程有限公司
• 主分類號: G01N21/952
• 分類號: G01N21/952;G06T7/00;G06T7/62;G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

發(fā)明公開了一種基于機器視覺的風電塔筒焊縫缺陷檢測裝置及方法，基于機器視覺的風電塔筒焊縫缺陷檢測方法具體如下：步驟A.運動控制系統(tǒng)轉動塔筒；步驟B.圖像采集系統(tǒng)在塔筒轉動過程中采集塔筒焊縫處的圖像數據；步驟C.圖像采集系統(tǒng)對圖像數據進行預處理并輸出并傳輸給缺陷檢測系統(tǒng)；步驟D.缺陷檢測系統(tǒng)根據圖像采集系統(tǒng)采集的圖像數據進行缺陷檢測；與現有技術相比，本發(fā)明的塔筒焊縫缺陷檢測方法，運動控制系統(tǒng)配合圖像采集系統(tǒng)轉動塔筒來完成的圖像數據的采集，缺陷檢測系統(tǒng)對高度圖進行二維分析，以檢測塔筒焊縫氣孔缺陷，缺陷檢測系統(tǒng)對點云數據進行三維分析，以檢測塔筒焊縫的咬邊缺陷和弧坑缺陷，可靠性和準確度高，檢測速度快。

技術領域

發(fā)明涉及焊縫缺陷檢測技術領域，具體地，涉及一種基于機器視覺的風電塔筒焊縫缺陷檢測裝置及方法。

背景技術

風力發(fā)電塔架是由多層風電塔筒焊接而成，風電塔筒不僅起到承重的作用，還有緩沖減震的效果。塔筒的使用材料一般是鋼鐵為主，由于塔筒本身是大型機構，且因其處于高處和較惡劣的環(huán)境作業(yè)和日常經受風吹雨打，很大程度上對焊接結構有嚴格的合格要求，繼而風電塔筒焊縫的檢測是保證風電塔筒質量的重要依據之一。風電塔筒的焊縫檢測當前主要采用人工檢測方法，效率低下且準確度較低。

發(fā)明內容

發(fā)明的目的在于提供一種基于機器視覺的風電塔筒焊縫缺陷檢測裝置及方法，其用于解決上述技術問題。

一種基于機器視覺的風電塔筒焊縫缺陷檢測方法，包括圖像采集系統(tǒng)、運動控制系統(tǒng)和缺陷檢測系統(tǒng)，圖像采集系統(tǒng)包括相機支架、激光相機、通訊接口和計算機，相機支架用于固定激光相機并可以對激光相機的高度進行調整，激光相機用于采集塔筒焊縫處的圖像數據，所采取的圖像數據包括高度圖和點云，通訊接口用于將激光相機與計算機連接；運動控制系統(tǒng)用于支撐風電塔筒并在圖像采集系統(tǒng)采集風電塔筒焊縫處的圖像數據時轉動塔筒，缺陷檢測系統(tǒng)為安裝于計算機內的缺陷檢測軟件；缺陷檢測系統(tǒng)對高度圖進行二維分析，以檢測塔筒焊縫氣孔缺陷，缺陷檢測系統(tǒng)對點云數據進行三維分析，以檢測塔筒焊縫的咬邊缺陷和弧坑缺陷。

一種基于機器視覺的風電塔筒焊縫缺陷檢測方法，采用上述缺陷檢測裝置，具體檢測方法如下：

步驟A.運動控制系統(tǒng)轉動塔筒；

步驟B.圖像采集系統(tǒng)在塔筒轉動過程中采集塔筒焊縫處的圖像數據，獲取塔筒焊縫處的高度圖及一整段連續(xù)的點云數據；

步驟C.圖像采集系統(tǒng)對圖像數據進行預處理并輸出；

步驟D.缺陷檢測系統(tǒng)根據圖像采集系統(tǒng)采集的圖像數據進行缺陷檢測；

其中，步驟D包括

獲取圖像數據；

三維圖像檢測：檢測焊縫是否存在咬邊缺陷和弧坑缺陷；

二維圖像檢測:檢測焊縫是否存在氣孔缺陷；

顯示檢測結果。

根據發(fā)明的一實施方式，步驟C中圖像采集系統(tǒng)對圖像數據進行預處理后，輸出到計算機，計算機對圖像數據進行存儲，步驟D中獲取圖像數據的步驟為缺陷檢測系統(tǒng)從計算機加載圖像數據。

根據發(fā)明的一實施方式，步驟C中圖像采集系統(tǒng)對圖像數據進行預處理包括濾波處理和ROI提取。

根據發(fā)明的一實施方式，三維圖像檢測包括以下步驟：

設定點云數據的高度閾值H的范圍；

根據點云數據進行三維重建；

計算上表面和下表面的高度差△H；

將H與△H進行對比；

判定結果：若△H＞H，則判定為咬邊缺陷；若△H＜H，則判定為弧坑缺陷；若△H在H的范圍內，則判定為合格；