圓結構光視覺三維點管道缺陷檢測及重構

王 穎，韓靜文，金翠云，張艷輝

（北京化工大學 信息科學與技術學院 北京100029）

引言

管道作為石油和天然氣的主要傳輸手段，具有越來越重要的作用。然而由于介質腐蝕等原因管道泄漏事故時有發生。因此，管道內表面缺陷檢測，對于預防安全事故、減少環境污染和避免經濟損失具有重要的價值和意義。依據檢測方法不同，管道內表面無損檢測主要包括射線法、渦流法、漏磁法、超聲波法和基于光學的檢測方法［1］。漏磁法在管道內部建立磁場，通過檢測磁力線是否發生彎曲變形實現缺陷檢測［2］。渦流法當物體表面存在缺陷時，渦流磁場強度和分布將發生變化從而可判定是否存在缺陷［3］。射線法通過X射線、γ射線或中子射線對被測表面實時成像進行缺陷判定［4］。超聲波法同時向管道內外表面發射超聲波信號并利用接收到的反射信號來判定缺陷的位置和大小［5］。上述檢測技術檢測效率低，需要多次發射信號才能完成管道軸向一個截面的檢測，對內表面的檢測不具有可見性［6］。基于光學的缺陷檢測方法運用光學原理對缺陷進行檢測。主要方法有激光法、紅外熱成像法和基于機器視覺的檢測方法等。激光法通過管道內表面和投射激光相交位置的圖像，基于圖像灰度信 息 變 化 實 現 缺 陷 檢 測［7，9－10］。 紅 外 熱 成 像 法 利用紅外光照射被測物體表面，利用正常表面和缺陷表面的紅外熱圖的圖像特征差異實現缺陷檢測［8］。結構光視覺檢測技術由于具有精度高、非接觸、信息量大等優點被廣泛用于工件設備等的精密三維測量。……