CN115183703A - 用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统,包括:管体夹持机构,包括底座、支撑杆、夹持体、水平调整设备、垂直调整设备以及微控制器;可视化测量仪,设置在所述夹持体对面,包括高清摄像设备、仿射变换设备、伪影去除设备、边沿锐化设备、目标辨识设备、数值检测设备以及状态提取设备,所述状态提取设备与所述数值检测设备连接,用于在管口管壁成像区域中各个像素点分别对应的各个成像景深值的标准偏差超过预设标准偏差限量时,发出管口不平指令。通过本发明,通过引入针对性设计的管体夹持机构,为不锈钢管口的光滑鉴定提供光滑鉴定平台,同时引入定制的可视化测量仪,实现基于管口管壁成像数据的电子化光滑鉴定。
Description
技术领域
本发明涉及不锈钢领域,尤其涉及一种用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统。
背景技术
目前,对于应用广泛的不锈钢管体来说,其管口的管壁光滑程度决定了不锈钢管体的切割质量以及铸造质量,然而,目前缺乏精确的不锈钢管体管口的管壁光滑程度的鉴定机制,同时,过去人工鉴定机制鉴定精度不足,过于依赖人工经验,且费时费力。随着对于产品质量要求的提高,人们也在不断开发新的鉴定技术。
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综上所述,本领域不存在对于焊接的不锈钢管口光滑鉴定的更精细的技术方案。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统,一方面,引入包括底座、支撑杆、夹持体、水平调整设备、垂直调整设备以及微控制器的管体夹持机构,为不锈钢管口的光滑鉴定提供光滑鉴定平台,另一方面,引入包括高清摄像设备、仿射变换设备、伪影去除设备、边沿锐化设备、目标辨识设备、数值检测设备以及状态提取设备的可视化测量仪,实现基于管口管壁成像数据的电子化光滑鉴定模式,从而提升了管口管壁光滑鉴定准度和效率。
根据本发明的一方面,提供了一种用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统,所述影像数据处理系统包括:
管体夹持机构,包括底座、支撑杆、夹持体、水平调整设备、垂直调整设备以及微控制器,所述支撑杆的底部固定在所述底座上、所述支撑杆的顶部固定有所述夹持体,所述支撑杆的杆体为可伸缩杆体,所述夹持体用于夹持待检测的不锈钢管体,所述水平调整设备用于在所述微控制器的控制下调整所述夹持体以使得所述夹持体夹持的不锈钢管体为水平放置状态,所述垂直调整设备与所述支撑杆的可伸缩杆体连接,用于在所述微控制器的控制下调整所述可伸缩杆体的伸缩高度以使得所述夹持体夹持的不锈钢管体的管壁底部位于预设高度;
可视化测量仪,设置在所述夹持体对面,包括高清摄像设备、仿射变换设备、伪影去除设备、边沿锐化设备、目标辨识设备、数值检测设备以及状态提取设备,所述高清摄像设备的视点与所述夹持体所夹持的不锈钢管体的管口所在横截面的中心位置在同一水平线上,用于对所述夹持体所夹持的不锈钢管体的管口执行高清摄像动作,以获得管口采集画面,所述仿射变换设备、所述伪影去除设备以及所述边沿锐化设备顺序连接,用于对接收到的管口采集画面依次执行仿射变换操作、伪影去除操作以及边沿锐化操作,以获得多层操作画面,所述目标辨识设备与所述边沿锐化设备连接,用于辨识所述多层操作画面中的管壁成像区域,所述数值检测设备与所述目标辨识设备连接,用于检测所述管壁成像区域内的各个像素点分别对应的各个成像景深值,所述状态提取设备与所述数值检测设备连接,用于在所述各个成像景深值的标准偏差超过预设标准偏差限量时,发出管口不平指令;
其中,所述状态提取设备还用于在所述各个成像景深值的标准偏差未超过所述预设标准偏差限量时,发出管口光滑指令。
本发明至少具有以下两处主要的发明构思:
第一处、针对水平放置的不锈钢管体,对其管口进行视觉化数据采集和分析以判断管口处的管壁是否凹凸不平以及是否光滑,从而为不锈钢管体的切割质量以及铸造质量提供关键信息;
第二处、引入包括底座、支撑杆、夹持体、水平调整设备、垂直调整设备以及微控制器的管体夹持机构,用于为水平放置的不锈钢管体的管壁光滑鉴定提供硬件基础。
通过本发明,通过引入针对性设计的管体夹持机构,为不锈钢管口的光滑鉴定提供光滑鉴定平台,同时引入定制的可视化测量仪,实现基于管口管壁成像数据的电子化光滑鉴定。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述。
图1为根据本发明实施例A示出的用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统的结构方框图。
图2为根据本发明实施例B示出的用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统的结构方框图。
图3为根据本发明实施例C示出的用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统的结构方框图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统的实施方案进行详细说明。
图1为根据本发明实施例A示出的用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统的结构方框图,所述影像数据处理系统包括:
管体夹持机构,包括底座、支撑杆、夹持体、水平调整设备、垂直调整设备以及微控制器,所述支撑杆的底部固定在所述底座上、所述支撑杆的顶部固定有所述夹持体,所述支撑杆的杆体为可伸缩杆体,所述夹持体用于夹持待检测的不锈钢管体,所述水平调整设备用于在所述微控制器的控制下调整所述夹持体以使得所述夹持体夹持的不锈钢管体为水平放置状态,所述垂直调整设备与所述支撑杆的可伸缩杆体连接,用于在所述微控制器的控制下调整所述可伸缩杆体的伸缩高度以使得所述夹持体夹持的不锈钢管体的管壁底部位于预设高度;
可视化测量仪,设置在所述夹持体对面,包括高清摄像设备、仿射变换设备、伪影去除设备、边沿锐化设备、目标辨识设备、数值检测设备以及状态提取设备,所述高清摄像设备的视点与所述夹持体所夹持的不锈钢管体的管口所在横截面的中心位置在同一水平线上,用于对所述夹持体所夹持的不锈钢管体的管口执行高清摄像动作,以获得管口采集画面,所述仿射变换设备、所述伪影去除设备以及所述边沿锐化设备顺序连接,用于对接收到的管口采集画面依次执行仿射变换操作、伪影去除操作以及边沿锐化操作,以获得多层操作画面,所述目标辨识设备与所述边沿锐化设备连接,用于辨识所述多层操作画面中的管壁成像区域,所述数值检测设备与所述目标辨识设备连接,用于检测所述管壁成像区域内的各个像素点分别对应的各个成像景深值,所述状态提取设备与所述数值检测设备连接,用于在所述各个成像景深值的标准偏差超过预设标准偏差限量时,发出管口不平指令;
其中,所述状态提取设备还用于在所述各个成像景深值的标准偏差未超过所述预设标准偏差限量时,发出管口光滑指令;
另外,所述状态提取设备还内置有频分双工通信接口、时分双工通信接口或者GPRS通信接口,用于根据所述各个成像景深值的标准偏差是否超过所述预设标准偏差限量,执行对管口不平指令或管口光滑指令的无线发送;
其中,所述状态提取设备还内置有频分双工通信接口、时分双工通信接口或者GPRS通信接口,用于根据所述各个成像景深值的标准偏差是否超过所述预设标准偏差限量,执行对管口不平指令或管口光滑指令的无线发送包括:根据当前各种通信信道的传输质量自适应选择频分双工通信接口、时分双工通信接口或者GPRS通信接口之一,实现对管口不平指令或管口光滑指令的无线发送。
如本文所使用的,术语“管壁”应该理解成管口处的内壁,也即不锈钢管体刚出厂时的开口占据的管体部分。这是因为钢体出厂时有可能凹凸不平的情况,本发明则是用于检测这个凹凸不平的状态。
图2为根据本发明实施例B示出的用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统的结构方框图,所述影像数据处理系统包括:
管体夹持机构,包括底座、支撑杆、夹持体、水平调整设备、垂直调整设备以及微控制器,所述支撑杆的底部固定在所述底座上、所述支撑杆的顶部固定有所述夹持体,所述支撑杆的杆体为可伸缩杆体,所述夹持体用于夹持待检测的不锈钢管体,所述水平调整设备用于在所述微控制器的控制下调整所述夹持体以使得所述夹持体夹持的不锈钢管体为水平放置状态,所述垂直调整设备与所述支撑杆的可伸缩杆体连接,用于在所述微控制器的控制下调整所述可伸缩杆体的伸缩高度以使得所述夹持体夹持的不锈钢管体的管壁底部位于预设高度;
可视化测量仪,设置在所述夹持体对面,包括高清摄像设备、仿射变换设备、伪影去除设备、边沿锐化设备、目标辨识设备、数值检测设备以及状态提取设备,所述高清摄像设备的视点与所述夹持体所夹持的不锈钢管体的管口所在横截面的中心位置在同一水平线上,用于对所述夹持体所夹持的不锈钢管体的管口执行高清摄像动作,以获得管口采集画面,所述仿射变换设备、所述伪影去除设备以及所述边沿锐化设备顺序连接,用于对接收到的管口采集画面依次执行仿射变换操作、伪影去除操作以及边沿锐化操作,以获得多层操作画面,所述目标辨识设备与所述边沿锐化设备连接,用于辨识所述多层操作画面中的管壁成像区域,所述数值检测设备与所述目标辨识设备连接,用于检测所述管壁成像区域内的各个像素点分别对应的各个成像景深值,所述状态提取设备与所述数值检测设备连接,用于在所述各个成像景深值的标准偏差超过预设标准偏差限量时,发出管口不平指令;
不间断供应设备,分别与所述高清摄像设备、所述仿射变换设备、所述伪影去除设备、所述边沿锐化设备、所述目标辨识设备、所述数值检测设备以及所述状态提取设备连接;
其中,所述状态提取设备还用于在所述各个成像景深值的标准偏差未超过所述预设标准偏差限量时,发出管口光滑指令;
其中,所述仿射变换设备、所述伪影去除设备、所述边沿锐化设备、所述目标辨识设备、所述数值检测设备以及所述状态提取设备分别采用运算量不同的ASIC器件来实现;
其中,所述仿射变换设备、所述伪影去除设备、所述边沿锐化设备、所述目标辨识设备、所述数值检测设备以及所述状态提取设备分别采用运算量不同的ASIC器件来实现包括:根据所述仿射变换设备、所述伪影去除设备、所述边沿锐化设备、所述目标辨识设备、所述数值检测设备以及所述状态提取设备各自所需的数据吞吐量以及数据运算量选择不同的ASIC器件。
图3为根据本发明实施例C示出的用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统的结构方框图,所述影像数据处理系统包括:
管体夹持机构,包括底座、支撑杆、夹持体、水平调整设备、垂直调整设备以及微控制器,所述支撑杆的底部固定在所述底座上、所述支撑杆的顶部固定有所述夹持体,所述支撑杆的杆体为可伸缩杆体,所述夹持体用于夹持待检测的不锈钢管体,所述水平调整设备用于在所述微控制器的控制下调整所述夹持体以使得所述夹持体夹持的不锈钢管体为水平放置状态,所述垂直调整设备与所述支撑杆的可伸缩杆体连接,用于在所述微控制器的控制下调整所述可伸缩杆体的伸缩高度以使得所述夹持体夹持的不锈钢管体的管壁底部位于预设高度;
可视化测量仪,设置在所述夹持体对面,包括高清摄像设备、仿射变换设备、伪影去除设备、边沿锐化设备、目标辨识设备、数值检测设备以及状态提取设备,所述高清摄像设备的视点与所述夹持体所夹持的不锈钢管体的管口所在横截面的中心位置在同一水平线上,用于对所述夹持体所夹持的不锈钢管体的管口执行高清摄像动作,以获得管口采集画面,所述仿射变换设备、所述伪影去除设备以及所述边沿锐化设备顺序连接,用于对接收到的管口采集画面依次执行仿射变换操作、伪影去除操作以及边沿锐化操作,以获得多层操作画面,所述目标辨识设备与所述边沿锐化设备连接,用于辨识所述多层操作画面中的管壁成像区域,所述数值检测设备与所述目标辨识设备连接,用于检测所述管壁成像区域内的各个像素点分别对应的各个成像景深值,所述状态提取设备与所述数值检测设备连接,用于在所述各个成像景深值的标准偏差超过预设标准偏差限量时,发出管口不平指令;
脉冲发生设备,分别与所述高清摄像设备、所述仿射变换设备、所述伪影去除设备、所述边沿锐化设备、所述目标辨识设备、所述数值检测设备以及所述状态提取设备连接;
其中,所述状态提取设备还用于在所述各个成像景深值的标准偏差未超过所述预设标准偏差限量时,发出管口光滑指令;
其中,所述脉冲发生设备用于分别为所述高清摄像设备、所述仿射变换设备、所述伪影去除设备、所述边沿锐化设备、所述目标辨识设备、所述数值检测设备以及所述状态提取设备提供各自需要的工作脉冲信号;
其中,所述不间断供应设备用于分别为所述高清摄像设备、所述仿射变换设备、所述伪影去除设备、所述边沿锐化设备、所述目标辨识设备、所述数值检测设备以及所述状态提取设备提供各自需要的电压数值。
接着,继续对本发明的用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统的具体结构进行进一步的说明。
在本发明任一实施方案的用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统中:
所述目标辨识设备与所述边沿锐化设备连接,用于辨识所述多层操作画面中的管壁成像区域包括:所述目标辨识设备与所述边沿锐化设备连接,用于基于不锈钢灰度阈值辨识所述多层操作画面中的管壁成像区域;
其中,基于不锈钢灰度阈值辨识所述多层操作画面中的管壁成像区域包括:将所述多层操作画面中具有的灰度值小于等于不锈钢灰度阈值的像素点作为疑似管壁像素点;
其中,基于不锈钢灰度阈值辨识所述多层操作画面中的管壁成像区域还包括:将所述多层操作画面中具有的灰度值小于等于不锈钢灰度阈值的像素点作为其他像素点;
其中,基于不锈钢灰度阈值辨识所述多层操作画面中的管壁成像区域还包括:对所述多层操作画面中的各个疑似管壁像素点执行去除孤立的疑似管壁像素点的处理后将剩余的多个疑似管壁像素点进行组合以获得所述多层操作画面中的管壁成像区域;
其中,对所述多层操作画面中的各个疑似管壁像素点执行去除孤立像素点的处理后将剩余的多个疑似管壁像素点进行组合以获得所述多层操作画面中的管壁成像区域包括:针对所述多层操作画面中的每一个疑似管壁像素点,当在所述多层操作画面中以所述疑似管壁像素点为中心的像素点窗口内不存在其他疑似管壁像素点时,将所述疑似管壁像素点作为孤立的疑似管壁像素点;
以及其中,所述微控制器分别与所述水平调整设备以及所述垂直调整设备电性连接。
另外,在所述用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统中,对所述多层操作画面中的各个疑似管壁像素点执行去除孤立像素点的处理后将剩余的多个疑似管壁像素点进行组合以获得所述多层操作画面中的管壁成像区域还包括:针对所述多层操作画面中的每一个疑似管壁像素点,当在所述多层操作画面中以所述疑似管壁像素点为中心的像素点窗口内存在其他疑似管壁像素点时,将所述疑似管壁像素点不作为孤立的疑似管壁像素点。
采用本发明的用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统,针对现有技术中缺乏精确的不锈钢管体管口管壁光滑程度的鉴定机制的技术问题,通过引入针对性设计的管体夹持机构,为不锈钢管口的光滑鉴定提供光滑鉴定平台,同时引入定制的可视化测量仪,实现基于管口管壁成像数据的电子化光滑鉴定。
对本发明示例性实施例的前述描述是为了例示和描述的目的而提供 的。其并非旨在穷举或者将本发明限于所公开的确切形式。显然,许多修改和变型对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述示例性实施例是为了最好地说明本发明的原理及其实际应用,从而使得本领域其他技术人员能够理解本发明的适用于所构想特定用途的各种实施例和各种变型例。旨在由所附权利要求及其等同物来限定本发明的范围。
Claims (10)
1.一种用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统,其特征在于,所述影像数据处理系统包括:
管体夹持机构,包括底座、支撑杆、夹持体、水平调整设备、垂直调整设备以及微控制器,所述支撑杆的底部固定在所述底座上、所述支撑杆的顶部固定有所述夹持体,所述支撑杆的杆体为可伸缩杆体,所述夹持体用于夹持待检测的不锈钢管体,所述水平调整设备用于在所述微控制器的控制下调整所述夹持体以使得所述夹持体夹持的不锈钢管体为水平放置状态,所述垂直调整设备与所述支撑杆的可伸缩杆体连接,用于在所述微控制器的控制下调整所述可伸缩杆体的伸缩高度以使得所述夹持体夹持的不锈钢管体的管壁底部位于预设高度;
可视化测量仪,设置在所述夹持体对面,包括高清摄像设备、仿射变换设备、伪影去除设备、边沿锐化设备、目标辨识设备、数值检测设备以及状态提取设备,所述高清摄像设备的视点与所述夹持体所夹持的不锈钢管体的管口所在横截面的中心位置在同一水平线上,用于对所述夹持体所夹持的不锈钢管体的管口执行高清摄像动作,以获得管口采集画面,所述仿射变换设备、所述伪影去除设备以及所述边沿锐化设备顺序连接,用于对接收到的管口采集画面依次执行仿射变换操作、伪影去除操作以及边沿锐化操作,以获得多层操作画面,所述目标辨识设备与所述边沿锐化设备连接,用于辨识所述多层操作画面中的管壁成像区域,所述数值检测设备与所述目标辨识设备连接,用于检测所述管壁成像区域内的各个像素点分别对应的各个成像景深值,所述状态提取设备与所述数值检测设备连接,用于在所述各个成像景深值的标准偏差超过预设标准偏差限量时,发出管口不平指令;
其中,所述状态提取设备还用于在所述各个成像景深值的标准偏差未超过所述预设标准偏差限量时,发出管口光滑指令。
2.如权利要求1所述的用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统,其特征在于,所述影像数据处理系统还包括:
不间断供应设备,分别与所述高清摄像设备、所述仿射变换设备、所述伪影去除设备、所述边沿锐化设备、所述目标辨识设备、所述数值检测设备以及所述状态提取设备连接;
其中,所述仿射变换设备、所述伪影去除设备、所述边沿锐化设备、所述目标辨识设备、所述数值检测设备以及所述状态提取设备分别采用运算量不同的ASIC器件来实现。
3.如权利要求2所述的用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统,其特征在于,所述影像数据处理系统还包括:
脉冲发生设备,分别与所述高清摄像设备、所述仿射变换设备、所述伪影去除设备、所述边沿锐化设备、所述目标辨识设备、所述数值检测设备以及所述状态提取设备连接。
4.如权利要求3所述的用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统,其特征在于,所述脉冲发生设备用于分别为所述高清摄像设备、所述仿射变换设备、所述伪影去除设备、所述边沿锐化设备、所述目标辨识设备、所述数值检测设备以及所述状态提取设备提供各自需要的工作脉冲信号。
5.如权利要求3所述的用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统,其特征在于,所述不间断供应设备用于分别为所述高清摄像设备、所述仿射变换设备、所述伪影去除设备、所述边沿锐化设备、所述目标辨识设备、所述数值检测设备以及所述状态提取设备提供各自需要的电压数值。
6.如权利要求1-5任一所述的用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统,其特征在于,所述目标辨识设备与所述边沿锐化设备连接,用于辨识所述多层操作画面中的管壁成像区域包括:所述目标辨识设备与所述边沿锐化设备连接,用于基于不锈钢灰度阈值辨识所述多层操作画面中的管壁成像区域。
7.如权利要求6所述的用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统,其特征在于,基于不锈钢灰度阈值辨识所述多层操作画面中的管壁成像区域包括:将所述多层操作画面中具有的灰度值小于等于不锈钢灰度阈值的像素点作为疑似管壁像素点。
8.如权利要求7所述的用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统,其特征在于,基于不锈钢灰度阈值辨识所述多层操作画面中的管壁成像区域还包括:将所述多层操作画面中具有的灰度值小于等于不锈钢灰度阈值的像素点作为其他像素点。
9.如权利要求8所述的用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统,其特征在于,基于不锈钢灰度阈值辨识所述多层操作画面中的管壁成像区域还包括:对所述多层操作画面中的各个疑似管壁像素点执行去除孤立的疑似管壁像素点的处理后将剩余的多个疑似管壁像素点进行组合以获得所述多层操作画面中的管壁成像区域。
10.如权利要求9所述的用于不锈钢管口光滑鉴定的影像数据处理系统,其特征在于,对所述多层操作画面中的各个疑似管壁像素点执行去除孤立像素点的处理后将剩余的多个疑似管壁像素点进行组合以获得所述多层操作画面中的管壁成像区域包括:针对所述多层操作画面中的每一个疑似管壁像素点,当在所述多层操作画面中以所述疑似管壁像素点为中心的像素点窗口内不存在其他疑似管壁像素点时,将所述疑似管壁像素点作为孤立的疑似管壁像素点;
其中,所述微控制器分别与所述水平调整设备以及所述垂直调整设备电性连接。
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