CSTM-無(wú)損檢測(cè) 鋼材 機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法編制說(shuō)明

《無(wú)損檢測(cè)鋼材機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明一、工作簡(jiǎn)況1.任務(wù)來(lái)源本標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)中國(guó)材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：CSTM標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)）無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及設(shè)備領(lǐng)域委員會(huì)審查，CSTM標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)批準(zhǔn)《無(wú)損檢測(cè)鋼材機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法》立項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目歸口管理委員會(huì)為CSTM/FC94無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及設(shè)備領(lǐng)域委員會(huì)，標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃編號(hào)為CSTMLX940000434-2020，由中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院牽頭承擔(dān)《無(wú)損檢測(cè)鋼材機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。2.標(biāo)準(zhǔn)制定的背景和目的機(jī)器視覺(jué)作為一種先進(jìn)的無(wú)損檢測(cè)方法，具有可視化程度高、高速、高精、非接觸的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛用于眾多工業(yè)領(lǐng)域，將其應(yīng)用于鋼材的表面缺陷檢測(cè)是對(duì)鋼材無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的完善，擬定相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范有助于機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)在鋼材無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。本標(biāo)準(zhǔn)為無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)之一，是依據(jù)我國(guó)用戶(hù)需要和協(xié)商一致的原則而編制，目的在于統(tǒng)一采用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行鋼材表面缺陷檢測(cè)的技術(shù)規(guī)范，可向生產(chǎn)廠家和用戶(hù)推薦采用本標(biāo)準(zhǔn)。3.工作主要過(guò)程按照中國(guó)材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)制修訂程序的要求，《無(wú)損檢測(cè)鋼材機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的編制完成了以下工作：（1）起草階段：CSTM/FC94無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及設(shè)備領(lǐng)域委員會(huì)成立之后，積極開(kāi)展各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)制定工作，為保證后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范性，針對(duì)《無(wú)損檢測(cè)鋼材機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法》組建成立了標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，確定了標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)原則和分工，提出標(biāo)準(zhǔn)編制進(jìn)度安排。華中科技大學(xué)等單位承擔(dān)了2018年湖北省重大專(zhuān)項(xiàng)《軸承鋼管在線電磁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)研發(fā)》、武漢華宇一目檢測(cè)裝備有限公司近幾年開(kāi)展了鉆桿、鋼管、汽車(chē)套管的視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備開(kāi)發(fā)和銷(xiāo)售、國(guó)外廠商已有設(shè)備銷(xiāo)售到國(guó)內(nèi)使用、國(guó)內(nèi)部分廠商也已開(kāi)發(fā)出類(lèi)似設(shè)備，根據(jù)項(xiàng)目的研究成果和國(guó)內(nèi)外廠商設(shè)備使用資料，形成了鋼材機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法的標(biāo)準(zhǔn)草案，以此申請(qǐng)中國(guó)材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃項(xiàng)目。（2）征求意見(jiàn)階段：在華中科技大學(xué)等單位承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目《磁導(dǎo)率擾動(dòng)無(wú)損檢測(cè)新方法及機(jī)理研究》（項(xiàng)目編號(hào)：51875226）、2018年湖北省重大專(zhuān)項(xiàng)《軸承鋼管在線電磁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)研發(fā)》等科研項(xiàng)目研究成果的基礎(chǔ)上，并調(diào)研了國(guó)內(nèi)主要無(wú)縫鋼管制造企業(yè)以及目前在用的類(lèi)似設(shè)備，形成了標(biāo)準(zhǔn)的征求意見(jiàn)稿。華中科技大學(xué)投入了一個(gè)光學(xué)檢測(cè)項(xiàng)目組開(kāi)展相關(guān)的研究工作，其中有1篇博士畢業(yè)論文和3篇碩士畢業(yè)論文與本標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)。武漢華宇一目檢測(cè)裝備有限公司開(kāi)展了為期1年多的設(shè)備制作和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作。相關(guān)合作單位提供了寶貴的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和圖片。4.主要參加單位及工作組成員主要參加單位包括：華中科技大學(xué)、武漢華宇一目檢測(cè)裝備有限公司、愛(ài)徳森（廈門(mén)）電子有限公司、林州鳳寶管業(yè)有限公司、上海寶信軟件股份有限公司。工作組成員包括：康宜華、蔡翔、林俊明、肖永忠、余沁、李瑞忠。二、標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象簡(jiǎn)要情況及制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則1.標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象簡(jiǎn)要情況本標(biāo)準(zhǔn)為旨在規(guī)范本領(lǐng)域內(nèi)各標(biāo)準(zhǔn)的制修訂和發(fā)布。2.制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則（1）制修訂標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)或理由依據(jù)中國(guó)材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制修訂管理細(xì)則、中關(guān)村材料試驗(yàn)聯(lián)盟團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)管理辦法（試行）制定本標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范本領(lǐng)域內(nèi)各標(biāo)準(zhǔn)的制修訂和發(fā)布。（2）制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則本標(biāo)準(zhǔn)編制遵循經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求原則、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理原則、適應(yīng)貿(mào)易全球化需求原則、維護(hù)公眾利益原則、協(xié)商一致原則、廣泛參與和公開(kāi)透明原則。本標(biāo)準(zhǔn)在結(jié)構(gòu)編寫(xiě)和內(nèi)容編排等方面依據(jù)GB/T1.1—2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫(xiě)》進(jìn)行編寫(xiě)。三、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的情況本標(biāo)準(zhǔn)部分為自主起草，同時(shí)也參考了BSEN473《QualificationandcertificationofNDTpersonnel-Generalprinciples》、YB/T4289-2012《鋼管自動(dòng)漏磁探傷系統(tǒng)綜合性能測(cè)試方法》、YS/T462《銅及銅合金管棒型線材產(chǎn)品缺陷》和YB/T145《管棒探傷對(duì)比試樣人工缺陷尺寸測(cè)量方法》。本標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)。四、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)主要包括：1范圍，2規(guī)范性引用文件，3原理，4檢測(cè)要求，5檢測(cè)方法，6對(duì)比試樣，7檢驗(yàn)設(shè)備，8檢驗(yàn)條件和步驟，9設(shè)備運(yùn)行和調(diào)整，10探傷結(jié)果的評(píng)定，11試驗(yàn)報(bào)告。五、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）結(jié)果的分析、綜述報(bào)告、技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果等1、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）結(jié)果的分析、綜述報(bào)告本標(biāo)準(zhǔn)所使用的方法，經(jīng)過(guò)眾多試驗(yàn)和多次的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)應(yīng)用，其有效性得到了驗(yàn)證。標(biāo)準(zhǔn)編制組對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的視覺(jué)檢測(cè)方法進(jìn)行了多次的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)試驗(yàn)驗(yàn)證分析，試驗(yàn)驗(yàn)證內(nèi)容主要涉及視覺(jué)檢測(cè)原理、安全要求、檢測(cè)設(shè)備和器材、檢測(cè)方法、檢測(cè)分析等。檢測(cè)原理自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中的鋼材等表面缺陷是一種異常，符合大樣本和大數(shù)據(jù)下的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。表面缺陷表現(xiàn)出的數(shù)字化數(shù)據(jù)及其特征量的異常，可由機(jī)器識(shí)別、分類(lèi)和報(bào)警處理。為了充分感知表面的各種缺陷，需采用平面上的紋理檢測(cè)和立面上的幾何形貌測(cè)量?jī)煞N檢測(cè)方法融合檢測(cè)。紋理檢測(cè)主要檢測(cè)線條型開(kāi)口缺陷，幾何形貌測(cè)量主要檢測(cè)凹坑、凸變、變形等幾何形狀的畸變。大量應(yīng)用數(shù)據(jù)測(cè)試表明，采用單一的拍照成像檢測(cè)會(huì)因表面光澤、粗糙度、附著物等影響產(chǎn)生大量的誤報(bào)，又因?qū)Ρ砻婢徸兊娜毕荩ㄈ鐗喊肌⑿〉淖冃危┎幻舾卸a(chǎn)生漏報(bào)。采用3D激光測(cè)量檢測(cè)時(shí)又會(huì)對(duì)開(kāi)口較小的裂紋（小于2mm的開(kāi)口裂紋）深度測(cè)量困難，高速時(shí)掃查的空間采樣間隔不夠等產(chǎn)生漏檢。所以，本標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)了兩種方法的融合，以減少實(shí)際應(yīng)用中的漏報(bào)和誤報(bào)。表面紋理檢測(cè)通過(guò)線掃或面掃攝像機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)攝像機(jī)）拍攝平面圖像、結(jié)合圖像處理與分析實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別、分類(lèi)和報(bào)警處理。當(dāng)鋼材表面存在紋理類(lèi)缺陷時(shí)，其拍攝圖像的灰度、對(duì)比度以及紋理特性等會(huì)發(fā)生改變，基于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與比對(duì)分析給出判斷。表面幾何形貌測(cè)量通過(guò)激光位移測(cè)量機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)測(cè)量機(jī)）測(cè)量表面法向上的幾何尺寸變化及其沿著平面的分布，結(jié)合數(shù)據(jù)處理與分析實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別、分類(lèi)和報(bào)警處理。當(dāng)鋼材表面存在金屬缺失、變形時(shí)，其測(cè)量數(shù)據(jù)跟正常部位比對(duì)會(huì)發(fā)生改變，基于數(shù)據(jù)的量化分析給出判斷。表面紋理檢測(cè)敏感平面上小的開(kāi)口裂紋，表面幾何形貌測(cè)量敏感平面上大的金屬缺失和局部變形，兩種檢測(cè)方法同時(shí)進(jìn)行將有效消除表面色澤不均以及缺陷的多樣化等產(chǎn)生的漏報(bào)和誤報(bào)。檢測(cè)設(shè)備器材在表面紋理檢測(cè)試驗(yàn)中所需要的檢測(cè)設(shè)備有攝像機(jī)、鏡頭、光源，主要進(jìn)行平面圖像的采集和紋理檢測(cè)；在表面幾何形貌測(cè)量試驗(yàn)中所需要的檢測(cè)設(shè)備有激光位移測(cè)量機(jī)，主要獲取深度信息，進(jìn)行立面上的幾何形貌測(cè)量。且目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者及各研究機(jī)構(gòu)等基于上述設(shè)備器材已研發(fā)了不少相對(duì)成熟的視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)和三維掃描儀，主要進(jìn)行工件表面缺陷的檢測(cè)和分類(lèi)。美國(guó)Cognex公司研制的SmartViewMetals檢測(cè)系統(tǒng)，德國(guó)Parsytec公司開(kāi)發(fā)的Espresso-SIHTs5.0檢測(cè)系統(tǒng)，德國(guó)SiemensVAI推出的SirollSIAS檢測(cè)系統(tǒng)，中國(guó)寶武鋼鐵集團(tuán)有限公司研制的BaoVisionSIS-CM表面缺陷在線檢測(cè)系統(tǒng)，都在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中取得了不錯(cuò)的檢測(cè)效果。同時(shí)三維測(cè)量系統(tǒng)中有加拿大Creaform公司的三維光學(xué)便攜式檢測(cè)儀HandySCAN3D，美國(guó)Faro公司的Focus3D120激光掃描儀，德國(guó)LMI公司生產(chǎn)的Gocator2370三維激光線掃描儀和德國(guó)GOM公司的ATOS掃描儀，日本基恩士公司的LV系列輪廓測(cè)量掃描儀等等。視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)參數(shù)系統(tǒng)SmartViewMetalsEspresso-SIHTs5.0SirollSIASBaoVisionSIS-CM組成線掃攝像機(jī)(8k,160MHz)+50mm鏡頭+白色條形光源面掃攝像機(jī)(120-240Hz)+鏡頭+紅色頻閃燈線掃+面掃攝像機(jī)+鏡頭+紅色光源線掃攝像機(jī)+鏡頭+白色高亮線光源掃查方式線掃描面掃描線掃描+面掃描線掃描橫向分辨率0.13mm0.25mm振幅1mm（線掃）、15mm（面掃）0.46mm縱向分辨率0.38mm0.25mm振幅1mm（線掃）、15mm（面掃）0.98mm采集速度最高452m/min最高1100m/min最高360m/min最高23m/s缺陷檢出率95%96.69%90%95%缺陷分類(lèi)率90%95.48%90%80%三維掃描儀參數(shù)儀器HandySCAN3DFocus3D120Gocator2370ATOS掃描儀輪廓點(diǎn)數(shù)面掃7000萬(wàn)像素面掃12801200萬(wàn)像素面掃測(cè)量范圍250mm/500mm100-500mm視野310×350mm148×105mm308-687mm500×370mm掃查速度1300000(次/秒)97600(點(diǎn)/秒)170-5000Hz/Z/Y分辨率0.025mm400dpi0.055-0.200mm0.03-0.12mmX分辨率0.025mm400dpi0.275-0.550mm0.03-0.12mm輸入電壓+12VDC+19VDC+24-+48VDC+12VDC在試驗(yàn)中，選取鋼管為試驗(yàn)對(duì)象，根據(jù)試驗(yàn)中的具體參數(shù)，需要確定視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備，其中包括攝像機(jī)、鏡頭、光源和測(cè)量機(jī)。攝像機(jī)在本次試驗(yàn)中鋼管以恒定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)運(yùn)行，且攝像機(jī)采集的圖像橫向上代表鋼管徑向，縱向上代表鋼管軸向。同時(shí)選取中國(guó)大恒集團(tuán)的面掃攝像機(jī)，分辨率為800×600，如圖5-1所示，其型號(hào)為MER-050-200GM/C，此攝像機(jī)的最大采集幀率為200fps，像元尺寸為4.8um×4.8um，像素深度是8bits，類(lèi)型為黑白面掃攝像機(jī)，橫向像素點(diǎn)個(gè)數(shù)最大可達(dá)800，縱向像素點(diǎn)個(gè)數(shù)最大可達(dá)600，圖像數(shù)據(jù)傳輸方式為千兆以太網(wǎng)，其光譜響應(yīng)范圍曲線如圖5-2所示。從圖5-2中可以看出該相機(jī)對(duì)于白色波段的光波長(zhǎng)最為敏感，響應(yīng)比較大，因此在設(shè)計(jì)光源時(shí)盡可能的考慮選擇白色光源，有利于獲取高質(zhì)量的圖像。且攝像機(jī)的選型參數(shù)如下表5.1所示：圖5-1面掃攝像機(jī)表5.1攝像機(jī)的相關(guān)參數(shù)型號(hào)MER-050-200GM/C色彩黑白分辨率800×600像元尺寸4.8um×4.8um輸出接口GigE鏡頭接口C像素深度8/10bits掃描幀率200fps工作溫度0℃~+45℃尺寸29mm×29mm×29mm傳感器1/3.6’’CMOS曝光方式全局曝光重量60g圖5-2攝像機(jī)的光譜響應(yīng)曲線鏡頭光學(xué)鏡頭的主要作用是將檢測(cè)目標(biāo)的光學(xué)圖像聚焦在圖像傳感器的光敏陣列上。視覺(jué)系統(tǒng)處理的所有圖像信息均通過(guò)鏡頭得到，鏡頭的選擇至關(guān)重要，直接影響所獲取圖像的效果。光學(xué)鏡頭的基本參數(shù)有焦距、像元尺寸、光圈、景深等，因此需要相應(yīng)的計(jì)算進(jìn)行確定，選擇合適的鏡頭型號(hào)。焦距是決定視場(chǎng)角大小的關(guān)鍵參數(shù)，其值越大，對(duì)應(yīng)視場(chǎng)角越小，反之，觀測(cè)范圍也相應(yīng)較大。鏡頭的光圈是調(diào)節(jié)鏡頭的進(jìn)光亮多少，光圈越大，進(jìn)入的光線也越強(qiáng)。另外攝像機(jī)的景深是指鏡頭沿?cái)z像機(jī)光軸能獲取清晰圖像的物距范圍，其值的大小也有一定要求，其原理如圖5-3所示：圖5-3鏡頭景深示意圖根據(jù)試驗(yàn)的需求，圖像實(shí)際尺寸為250mm×187.5mm，相機(jī)的工作距離為450mm，景深范圍至少100mm，確定所選的鏡頭型號(hào)為VS-0620VM，且焦距固定為6mm，接口方式為C接口，其實(shí)物圖如圖5-4所示，鏡頭的具體參數(shù)如下表5.2所示：圖5-4所選定焦鏡頭表5.2鏡頭相關(guān)參數(shù)型號(hào)VS-0620VM焦距6mm光圈F2~Close視場(chǎng)角度48.4°×61.9°接口方式C工作距離100-Inf.機(jī)械尺寸Ф29mm×39mm光學(xué)倍率0.055失真率-1.42靶面尺寸1/1.8’’光源對(duì)于照明光源的選型，需要考慮光照強(qiáng)度、光源波長(zhǎng)和響應(yīng)速度等因素的影響。在試驗(yàn)中選取了LED燈作為照明光源，LED燈利用載流子空穴復(fù)合釋放出光子效應(yīng)作為發(fā)光機(jī)理，是一種直接把電能轉(zhuǎn)化為光能的固態(tài)半導(dǎo)體器件，壽命可達(dá)幾十萬(wàn)小時(shí)、光效高、色性好，低福射與低功耗，可靠性高。由于LED燈也存在多種類(lèi)型，有環(huán)形光源、面光源、條形光源、線性光源、同軸光源等，但根據(jù)試驗(yàn)的工況，需要均勻性好，強(qiáng)度較高，發(fā)光區(qū)域大的光源，而選取的線性光源采用柱面透鏡，具有超高亮度，發(fā)光區(qū)域大。同時(shí)考慮到鋼管為鋼鐵材質(zhì)，顏色為黑褐色，以及所選攝像機(jī)的光譜特性，白色的光源更能滿(mǎn)足要求，因此確定的型號(hào)為SHCL-375-WZT的白色線性光源，如下圖5-5所示。進(jìn)一步需要確定光源的照明方式，由于鋼管屬于金屬材質(zhì)，反光特性會(huì)比較嚴(yán)重，因此不適合采用直接照明的方式。鋼管的表面為圓柱面，且需要獲取圖像清晰，光照均勻的圖像，則需要通過(guò)漫反射的原理，光源從鋼管的兩端打光，并從各個(gè)方向發(fā)射出光，其中一部分光直接照射到鋼管表面，一部分光照射到反光板，反光板再將光線反射到鋼管上，照射到不易照射的剛管弧面上，由于鋼管表面存在一定的粗糙度，因此不會(huì)有較強(qiáng)的鏡面反射特征，消除反光的影響，從而獲取亮度均勻的圖像。且照明的方式選用漫散光照明的方式，如圖5-6所示。圖5-5所選的線性光源圖5-6漫散光照明方式表5.3光源的相關(guān)參數(shù)型號(hào)類(lèi)型顏色功率尺寸SHCL-375-WZTLED白色230W375mm×103mm×120.5mm測(cè)量機(jī)根據(jù)試驗(yàn)中采集的方式及檢測(cè)需求，選定測(cè)量機(jī)型號(hào)為Gocator2370的3D傳感器。且3D傳感器沿鋼管軸向的最小分辨率可以達(dá)到0.275mm，深度方向的分辨率為0.055-0.2mm，傳感器的掃描速度為10-5000Hz，且傳感器的實(shí)物圖和相關(guān)參數(shù)如下所示：圖5-7所選的測(cè)量機(jī)表5.4測(cè)量機(jī)的相關(guān)參數(shù)型號(hào)Gocator2370輪廓數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)1280掃描速度（Hz）170-5000Z線性度±0.04%Z分辨率（mm）0.055-0.200X分辨率（mm）0.275-0.550Z重復(fù)性（um）8凈距離（mm）400測(cè)量范圍（mm）500視野（mm）308-687激光等級(jí)2,3R輸入電壓+24-+48VDC尺寸（mm）49×75×272重量（kg）1.3輸出接口GigE圖5-8測(cè)量機(jī)的視場(chǎng)檢測(cè)方法為實(shí)現(xiàn)鋼管表面無(wú)漏成像和測(cè)量，需使用多臺(tái)攝像機(jī)和測(cè)量機(jī)沿著鋼管布置，如圖5-9的布置方式。如圖5-9，對(duì)于鋼管螺旋前進(jìn)的檢測(cè)方式，使用多臺(tái)攝像機(jī)和測(cè)量機(jī)沿著軸向陣列布置，攝像機(jī)和測(cè)量機(jī)沿著軸向的有效覆蓋范圍總和大于鋼材前進(jìn)的螺距。攝像機(jī)沿著周向的有效拍照?qǐng)D像邊緣單邊重疊不小于10mm。測(cè)量機(jī)沿著周向的空間采樣間隔不大于2mm。圖5-9沿著鋼管軸向布置檢測(cè)機(jī)簡(jiǎn)圖人工缺陷和自然缺陷圖像采用攝像機(jī)檢測(cè)時(shí)的人工缺陷形狀有圓形人工槽、十字人工槽、平底孔。采用測(cè)量機(jī)檢測(cè)時(shí)的人工缺陷形狀有正方平底槽、平底孔。平底孔在正方平底槽的中心位置。鋼板表面的人工缺陷如下圖5-10、圖5-11、圖5-12所示：圖5-10平底孔人工缺陷（直徑?1.6mm、?3.2mm、?6.4mm）圖5-11人工槽缺陷（長(zhǎng)度8mm、寬度1mm）（a）圓形槽（直徑?5mm）（b）方形槽（邊長(zhǎng)10mm）（c）通孔（直徑?3.2mm）圖5-12其他人工缺陷鋼管表面的自然缺陷圖像如圖5-13所示：圖5-13自然缺陷現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)圖5-14現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)圖圖5-15鋼管信息輸入框（1）端頭檢測(cè)（結(jié)果：無(wú)缺陷）圖5-16鋼管端頭檢測(cè)圖（2）橫向裂紋檢測(cè)（結(jié)果：有缺陷）圖5-17橫向裂紋檢測(cè)圖（3）縱向裂紋檢測(cè)（結(jié)果：有缺陷）圖5-18縱向裂紋檢測(cè)圖（4）橫向+縱向裂紋檢測(cè)（結(jié)果：有缺陷）圖5-19橫向+縱向裂紋檢測(cè)圖（5）端尾+縱向裂紋檢測(cè)（結(jié)果：有缺陷）圖5-20端尾+縱向裂紋檢測(cè)圖（6）端尾檢測(cè)（結(jié)果：無(wú)缺陷）圖5-21端尾檢測(cè)圖（7）一根鋼管檢測(cè)完，曲線顯示如下：圖5-22一根鋼管檢測(cè)曲線圖圖5-23檢測(cè)報(bào)告生成測(cè)量機(jī)檢測(cè)，如下圖所示：圖5-24待測(cè)鋼管圖5-25試驗(yàn)平臺(tái)信號(hào)1信號(hào)2信號(hào)1信號(hào)2圖5-26測(cè)量機(jī)檢測(cè)的軟件界面圖圖5-27信號(hào)1局部放大圖圖5-28信號(hào)2局部放大圖圖5-29鋼管檢測(cè)結(jié)果圖5-30待測(cè)鋼管圖5-31試驗(yàn)平臺(tái)圖5-32測(cè)量機(jī)檢測(cè)的軟件界面圖圖5-33局部信號(hào)放大圖圖5-34鋼板檢測(cè)結(jié)果圖通過(guò)上述試驗(yàn)研究，表面紋理檢測(cè)敏感平面上小的開(kāi)口裂紋，表面幾何形貌測(cè)量敏感平面上大的金屬缺失和局部變形，兩種檢測(cè)方法同時(shí)進(jìn)行有效消除表面色澤不均以及缺陷的多樣化等產(chǎn)生的漏報(bào)和誤報(bào)，提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確率，也提高了檢測(cè)的效率，同時(shí)也為工程應(yīng)用提供了參考。2、技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)是無(wú)損檢測(cè)發(fā)展的一個(gè)重要方向，視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)不與被檢材料有任何接觸，屬