焊缝X射线实时成像图像中缺陷的提取

焊缝缺陷的提取成为目前焊缝X射线检测技术的难点之一,本文采用基于模糊推理技术进行焊缝及焊缝缺陷边缘检测,提取的边缘十分完整,为进行焊缝缺陷特征参数的提取打下基础,有利于实现焊缝X射线检测的自动化.     

基于厚壁工件X射线实时成像的焊缝缺陷自动检测

基于X射线成像的焊缝缺陷自动检测技术对提高工业射线检测的自动化水平具有重要意义。焊缝缺陷在线连续检测的实时性要求较高,随着工件厚度的增加,其焊缝X射线实时图像的信噪比变得很低,使得已有的处理算法难以在满足实时性的同时,有效处理缺陷误检与漏检之间的矛盾。针对这些问题,在分析了传统方法在厚壁工件X射线图像焊缝缺陷自动检测中存在的问题基础上,对传统方法进行了改进,提出了双阈值背景消除法和平行焊接方向波形分析法,然后利用所提出算法之间的冗余性和互补性,融合多种分割结果以解决缺陷误检与漏检之间的矛盾。试验结果表明:所提出的缺陷自动检测方法能够在满足实时性要求的同时,实现缺陷检出,有效避免误检。     

基于高频加强变换的焊接缺陷检测方法

根据X射线线阵实时成像检测压力容器的特点,提出焊缝图像处理及快速发现焊接缺陷的方法。利用自适应中值滤波方法和类间、类内方差比分割法及数学形态学方法对原始焊缝图像进行降噪和提取焊缝区域,并对提取的焊缝内部进行频域锐化的高频加强变换.仿真结果表明,自适应中值滤波能够有效去除噪声,并保持焊缝和缺陷的边缘细节;类间、类内方差比分割方法增强了图像目标与背景的对比,与数学形态学方法并用能准确地提取焊缝区域;高频加强变换能够为焊缝缺陷提供清晰的视觉效果,从而根据其显示的特点对焊接缺陷进行提取.     

基于形态学的焊缝X射线图像缺陷检测

通过对焊缝X射线图像进行垂直扫描,提取扫描线的线灰度曲线,提出了焊缝缺陷位置的检测算法.应用形态学滤波和分水岭变换对缺陷轮廓进行提取,实现了焊缝X射线图像缺陷的检测.对图像的实测结果表明,该方法能有效地对焊缝缺陷位置进行检测.     

基于深度学习One-stage方法的焊缝缺陷智能识别研究

目前基于深度学习的卷积神经网络在对焊缝缺陷射线图像进行智能识别时,多采用基于候选区域的two-stage方法,检测速度难以满足实时性要求。针对该问题,提出基于深度卷积神经网络的one-stage焊缝缺陷识别定位算法,将整张图像输入网络,并直接在输出图像上标定目标缺陷位置及类别。通过采用特征金字塔、减小网络深度、引入跳跃连接卷积块和K-means算法等方法对YOLO网络进行改进,提高了网络对焊缝缺陷识别定位的准确率和速度。实验结果表明:该方法比two-stage识别定位算法和YOLO原网络在检测速度和检测精度方面都有所提升,单个图像的平均识别准确率为94.9%,召回率为94.1%,处理时间为19.58 ms,具备焊缝缺陷在线实时识别的工程应用价值。     

一种基于SVM及LE降维的X射线焊缝缺陷分类算法研究

为了提高X射线焊缝缺陷分类的识别率,提出将拉普拉斯特征映射(Laplacian Eigenmaps,LE)算法与支持向量机(Support Vector Machine,SVM)算法相结合应用于焊管焊缝缺陷检测。该方法首先提取焊缝缺陷的形状和几何特征,然后通过极大似然估计值(Maximum Likelihood Estimation,MLE)法对提取的7维样本特征进行本征维数估计并利用拉普拉斯特征映射法对各类特征向量进行降维处理,最后分别采用支持向量机和BP神经网络进行分类对比实验。实验表明,基于SVM及LE降维的X射线焊缝缺陷分类算法具有较高的识别精度,平均分类准确率达93%,能够较准确地对焊缝缺陷进行分类识别。     

基于模糊理论的焊缝缺陷图像识别算法研究

为提高无损检测中焊缝缺陷射线检测效率、降低人工操作强度,针对射线胶片焊缝缺陷自动检测技术普遍存在难以自动准确识别缺陷问题,充分利用焊缝图像中各种信息,提出了一种焊缝缺陷智能检测识别方法。基于自动选择阈值,使用模糊集合进行灰度变换以增强图像对比度;利用最大类间方差算法(OTSU)求解自适应阈值,检测并提取焊缝边缘;依据缺陷几何特征识别不同缺陷。结果表明,该系统可以较为准确地检测各种焊缝图像的边界和缺陷,具有较好地适应性和实用性。     

基于多类支持向量机的X射线焊缝图像缺陷类型识别方法

压力容器的焊缝结构多变,纹路复杂,这增加了压力容器检测时焊缝缺陷定级的难度,提出一种基于多类支持向量机的X射线焊缝图像缺陷类型识别方法。首先通过对X射线焊缝图像进行预处理及缺陷轮廓检测,提取表征焊缝缺陷的状态特征,以构造特征向量,然后基于多类支持向量机建立焊缝缺陷识别模型,对产品的焊缝缺陷进行分类识别。实验结果表明了该方法的有效性。     

基于多类支持向量机的X射线焊缝图像缺陷类型识别方法

压力容器的焊缝结构多变,纹路复杂,增加了压力容器检测焊缝缺陷时定级的难度.提出一种基于多类支持向量机的X射线焊缝图像缺陷类型识别方法.首先通过对X射线焊缝图像进行预处理及缺陷轮廓检测,提取表征焊缝缺陷的状态特征,以构造特征向量;然后基于多类支持向量机建立焊缝缺陷识别模型,对产品的焊缝缺陷进行分类识别.实验结果表明了该方法的有效性.     

用于焊缝检测的X射线实时图像序列时空域滤波

X射线实时图像处理技术是在线自动检测焊缝缺陷的关键环节。由于原始图像噪声大,严重影响了焊缝缺陷X射线实时自动检测技术的实际应用。该文先对焊缝X射线实时图像序列进行匹配,在此基础上采用扩展的局部线性最小均方差法进行时空域滤波,从而综合利用X射线实时图像序列的时域信息和空域信息。实验结果表明:焊缝X射线实时图像时空域滤波效果明显优于现有的空域滤波和时域滤波,为后续焊缝缺陷检测的图像处理提供了良好条件。     

Key Techniques of the X-ray Inspection Real-time Imaging Pipeline Robot

This paper presents a robotic system for weld-joint inspection of the big-caliber pipeline, which is developed for the purpose of being utilized as automation platform for X-my real-time imaging inspection technique (RTIIT). The robot can perform autonomous seeking and locating of weld-seam position in-pipe, and under the control of synchro-foUow control technique it can accomplish the technologic task of weld inspection. The robotic system is equipped with a small focal spot and directional beam X-my tube,so the higher definition image of weld-seam can be obtained. Several key techniques about the robotic system developed are also explained in detail. Its construction is outlined.     

X射线检测焊缝的图像处理与缺陷识别

根据射线检测焊缝图像的特点,设计了图像去噪、增强的算法;针对焊缝缺陷对比度差、光照不均、纹理较多等不利因素,在去除焊缝背景情况下,设计了动态划分焊缝区域算法,利用局域阈值法分割提取出对比度不均的缺陷;通过对焊缝缺陷特征分析,选取缺陷识别的特征参数;建立了用于焊缝缺陷识别的模糊神经网络模型。试验结果表明,图像预处理和缺陷提取是成功的,提出的识别算法能够提高介于模糊边界模式分类时的识别率,对焊缝缺陷识别的效果优于分类识别法。     

用于管道焊缝检测的激光超声系统

针对石油管道焊缝检测中被测样品粗糙,作业环境恶劣等问题,基于光折变晶体内双波混合干涉原理,研制了高频激光超声测振仪,结合激光超声的激励技术,设计了一种可用于检测石油管道表面及内部焊缝缺陷的激光超声检测系统.利用该系统分别对缺陷在表面和内部的管道焊缝试块进行了超声激励和检测实验.实验结果表明,该系统能有效地分析出被测样品表面以及内部缺陷的位置以及相应深度,检测分辨率达到0.01 mm,缺陷位置检测误差控制在2%以内.该检测系统结构紧凑可靠,操作简便,开发的高频激光超声测振仪能工作在管道焊缝检测的常见作业环境(70~75 d B低频环境噪声),具有一定的适用性.     

焊缝X射线探伤数字图象处理方法研究

采用灰度分析法研究了实时X射线探伤图象特征,提出了一种能显著提高图象清晰度和对比度,降低图象噪音的S-T非线性图象变换方法,并用线灰度梯度法成功地提取了焊缝中的缺陷。结果表明:对于噪声成分多、灰度分布范围窄、对比度差的实时X射线探伤图象,S-T变换方法能明显地改善图象质量,线灰度梯度法提取的焊接缺陷定位准确、畸变小。该方法可以在实时X射线探伤系统中应用。     

基于X射线数字成像技术的管母线焊缝缺陷检测实验研究

焊缝缺陷是影响管母线性能的主要因素。根据管母线典型焊缝缺陷的特征,结合X射线数字成像(DR)系统Rhythm软件测量技术,推导了特定缺陷实际尺寸的理论计算方法,提出了一套基于DR技术的焊缝缺陷实际尺寸计算方法。利用本文提出的方法计算了像质计的长度并与实际尺寸进行了对比,充分验证了本文提出的基于DR技术的焊缝缺陷实际尺寸计算方法的正确性,根据实验室拍摄得到的管母线焊缝缺陷的X射线数字图像,利用该方法对气孔、未焊透等缺陷实际尺寸进行了计算,为定量研究管母线焊缝缺陷对其性能的奠定了基础。     

基于激光扫描的焊缝成形尺寸测量

提出了一种基于激光扫描获取焊缝成形尺寸的视觉测量方法.搭建了一套焊缝表面成形视觉成像系统并进行系统标定;实时采集投射激光条纹的焊缝视觉图像,采用中值滤波、二值化分割、骨络化和形态学图像处理方法实现了图像中线激光条纹的提取和细化;以细化的条纹图像为信息源来表征焊缝成形轮廓,并建立了焊缝宽度和焊缝长度的检测算法.实测结果表明,所提出的激光条纹辅助视觉测量方法能够实现焊缝成形尺寸的非接触自动测量,测定的焊缝宽度及焊缝长度可以满足焊缝成形表征的需求.     

焊接机器人中智能视觉的研究

自同步的激光扫描机被集成在一个小型的装置中,将其安装在关节式机器人的手腕上。为了改善光三角测量特性,用最新的固体激光器和CCD传感器技术组合成这种新式的摄象机结构。在焊接过程中,摄象机能对焊接工件进行三维测量,且使机器人弧焊过程最优化,在大电流弧焊期间也能以高精度实时进行焊缝和焊接几何形状的分析。它提供了关于弧前方的焊缝几何形状(例如:焊缝跟踪)和焊区后方(例如:完成的焊缝检查)的信息。提供了闭环自适应焊接的两个信息。视觉系统能被用来产生三维物体数据,这些数据同计算机图象系统连在一起,能够组成实时系统乃至专家系统。     

焊缝特征导波模态的分析与应用

为满足焊缝快速高效无损检测需要,并提高超声导波对焊缝缺陷的灵敏度,研究高频下的焊缝导波模态尤为重要。基于COMSOL软件建立了二维对接焊缝半解析有限元模型,通过数值模拟与分析发现,频率大于300 kHz时焊缝中SH_(w1)模态几乎无频散、泄露小,适合于长距离快速焊缝检测。通过试验验证了SH_(w1)模态导波在对接焊缝中的传播特性,确定了最佳激励频率范围为320~360 kHz;并对焊缝中直径为3 mm的预置孔洞缺陷实现了检测,定位精度高于2.5%。