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基于内窥图像畸变校正的孔内表面尺寸测量方法

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光学学报 2023年第3期43卷 114-123页

作者：盛强郑建明陈婷杨秀秀高羡明西安理工大学机械与精密仪器工程学院陕西西安710048 陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021 西安理工大学经济与管理学院陕西西安710054

针对孔内表面缺陷尺寸测量难的问题,提出一种内窥图像校正方法以实现孔内表面尺寸测量。根据内窥成像原理,在考虑应用场景几何约束的情况下,将图像畸变分解为周向畸变和轴向畸变,将校正模型中的参数简化为图像中心坐标和一个非线性增长... 详细信息

针对孔内表面缺陷尺寸测量难的问题,提出一种内窥图像校正方法以实现孔内表面尺寸测量。根据内窥成像原理,在考虑应用场景几何约束的情况下,将图像畸变分解为周向畸变和轴向畸变,将校正模型中的参数简化为图像中心坐标和一个非线性增长函数,进而提高了内窥镜图像边缘区域的校正精度。采用Hough变换和图像像素标定的方法得到相关参数,为克服轴向校正对标定结果的依赖,采用神经网络算法拟合包含像素相对位置和孔径的轴向校正函数。实验结果表明,基于像素标定的6组实验的平均测量误差为1.95%,准确度高。对于不具备标定条件的孔内表面缺陷,采用轴向校正函数进行校正和测量,3组实验的平均测量误差为6.75%,结果较为理想。所提出的校正方法通用性好、准确率高,可用于孔类零件及管道的自动化检测和智能检测。

关键词：测量畸变校正内窥图像尺寸测量孔内表面图像处理

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基于TD覆层处理技术的细长孔内表面覆层性能

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表面技术 2022年第9期51卷 342-350页

作者：陈晨史文杰宋瑞宏蔡银熙吴海丰朱晓清常州大学机械与轨道交通学院江苏常州213164 常州市模具先进制造高技术研究重点实验室江苏常州213164 南京锅炉压力容器检验研究院南京210009 江苏千家汇智能装备科技有限公司江苏宿迁223900

目的采用热扩散法碳化物覆层处理技术,研究细长孔内壁的成层厚度、覆层形貌,以及对细长孔内壁表面硬度性能的影响;探究在不同孔径和孔长条件下,采用热扩散法碳化物覆层处理技术在孔内表面形成覆层的微观形貌及形成原因。方法采用目前... 详细信息

目的采用热扩散法碳化物覆层处理技术,研究细长孔内壁的成层厚度、覆层形貌,以及对细长孔内壁表面硬度性能的影响;探究在不同孔径和孔长条件下,采用热扩散法碳化物覆层处理技术在孔内表面形成覆层的微观形貌及形成原因。方法采用目前使用最为广泛的碳化钒覆层配方对试样进行覆层处理,在试样内壁表面得到各组对应的碳化钒覆层;利用X粉末衍射实验(XRPD)分析处理结束后内表面的物相组成,利用光学显微镜观察形成覆层的厚度,利用扫描电子显微镜(SEM)对表面覆层的微观组织进行分析,并采用划痕法测试其结合强度,利用显微硬度计测量其表面硬度。结果在不同孔径的孔内壁均生成了一层碳化钒覆层。3 mm孔样品的覆层厚度相对最薄(3.06μm),6 mm孔样品的覆层厚度相对最厚(5.29μm);在硬度测试实验中,与未进行覆层处理的原材料相比,覆层后孔内壁的硬度均得到了强化,且6 mm孔样品的强化效果相对最佳,其表面硬度达到了1 767.8HV2/15。结论经热扩散法碳化物覆层处理技术处理后得到的内表面覆层厚度随着孔径的增加而增加,同时覆层的厚度、表面硬度等均与孔径呈正相关;随着孔长的变化,成层厚度等出现先下降后上升的趋势;所形成的碳化钒覆层均能够有效提高材料的表面硬度。

关键词： TD处理碳化钒覆层表面硬度孔内表面

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孔内表面丝电爆炸喷涂钼涂层的组织结构和性能

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兰州理工大学学报 2013年第6期39卷 1-5页

作者：朱亮赵进峰兰州理工大学甘肃省有色金属新材料重点实验室甘肃兰州730050

利用自行研制的连续丝电爆炸喷涂装置,通过改变初始充电电压和金属丝直径在不锈钢管内表面进行钼丝电爆炸喷涂实验,研究不同参数下所得涂层的组织结构和性能.结果表明:初始充电电压和金属丝直径决定了电爆炸时施加在爆炸金属丝上的能量... 详细信息

利用自行研制的连续丝电爆炸喷涂装置,通过改变初始充电电压和金属丝直径在不锈钢管内表面进行钼丝电爆炸喷涂实验,研究不同参数下所得涂层的组织结构和性能.结果表明:初始充电电压和金属丝直径决定了电爆炸时施加在爆炸金属丝上的能量密度,当能量密度大于130J/mm3时,所得涂层呈现层状组织,且随着能量密度的提高,层状组织间距减小,显微硬度增高,涂层的沉积率降低.当能量密度达到367J/mm3时,层状组织消失,涂层致密,涂层显微硬度可达到482HV0.1.分析可知,施加在爆炸金属丝上的能量密度决定爆炸产物的形态、温度和冲击速度,从而影响着涂层特性.

关键词：丝电爆炸喷涂孔内表面涂层组织和性能

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基于数字图像处理的孔内表面缺陷检测研究

基于数字图像处理的孔内表面缺陷检测研究

作者：涂治洲陕西科技大学

学位级别：硕士

当前国内生产厂家在对孔内表面进行质量检测时,主要通过游标卡尺、人工目测等方法来进行,存在检测效率低、可靠性不足、精度差、检测标准不统一等问题。在需要对缺陷进行较为精密检测的场合,常见的检测方法往往存在一定的限制,无法满足... 详细信息

当前国内生产厂家在对孔内表面进行质量检测时,主要通过游标卡尺、人工目测等方法来进行,存在检测效率低、可靠性不足、精度差、检测标准不统一等问题。在需要对缺陷进行较为精密检测的场合,常见的检测方法往往存在一定的限制,无法满足实际使用中可靠性、精度、检测效率等方面的需求。针对该问题,本文在深入研究内窥图像成像原理的基础上,以孔径8-20mm的机械零件内孔为研究对象,对孔内表面缺陷检测展开研究。具体研究内容如下:（1）镜头选择、检测平台搭建及图像预处理。基于镜头成像原理,根据孔内缺陷检测对镜头焦距及视场角的要求,选择合适的内窥镜镜头,搭建实验平台。运用该实验平台采集实时的原始图像,采用加权平均算法、中值滤波算法、线性增强算法对原始图像进行灰度转化、滤波降噪、图像增强等预处理。（2）基于畸变校正拉伸因子的孔内图像畸变校正。针对传统畸变校正方法在校正后边缘部分不清晰的问题,通过引入畸变校正拉伸因子,提出一种快速畸变校正算法,该算法可实现纵、横两个方向上畸变的快速校正,算例表明:与传统经度模型、经纬校正、双经度、球面投影等算法相比,本文提出的快速畸变校正算法在校正时间、结构相似度、边缘图像清晰度等三个指标上均表现出一定的优越性。运用本文校正算法分析不同类型、不同缺陷、不同孔径的孔内图像表明,平均校正时间为3.17s、结构相似度为0.9203、边缘图像清晰度为55.045,可以满足畸变校正要求。（3）基于CU-BI-LM算法的孔内图像展开与非线性拉伸。针对柱面展开算法展开效果欠佳、展开后图像边缘信息缺失、展开图像与真实图像之间比例失调等问题,本文将柱面展开算法、双线性插值算法与L-M优化算法相结合,提出CU-BI-LM算法对畸变校正后的图像进行展开,实验结果表明:在实际划痕缺陷测量尺寸为50mm的情况下,采用本文提出的算法展开后的测量结果为49.2mm,误差率为1.6%,在可接受范围之内。（4）基于深度学习的孔内缺陷识别分类研究与在线检测系统的设计开发。为了实现孔内表面缺陷的自动分类,采用ResNet50模型对孔内缺陷图像进行分类识别,通过超参数优化实验,得到最优网络训练批为16、最优学习率为0.001、最佳微调模型为仅冻结Conv2的结论。实验结果表明,优化后模型的平均准确率为92.3%,能够有效达到孔内表面孔内缺陷检测要求的目的。此外,设计了在线检测平台,该平台采用MATLAB中的GUI工具箱搭建而成,将上文中的预处理、畸变校正、展开、识别算法嵌入到系统中,输入待检测的图像之后,该平台可实现孔内表面缺陷的快速、高精度、自动化在线检测。本文研究对孔内缺陷检测手段的丰富和拓展具有一定的实际意义,在需要对孔内缺陷进行大批量、高精度、快速检测的场景下具有实际应用价值。

关键词：孔内表面缺陷检测畸变校正图像展开实时检测

基于圆结构光照明和LED照明相结合的三维检测技术

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光学技术 2009年第2期35卷 265-268页

作者：冯忠伟徐春广肖定国朱文娟北京理工大学机械与车辆工程学院北京100081

针对孔内表面的检测问题,提出了一种新的基于结构光照明和LED照明相结合的三维检测技术。该方法主要包括三个步骤:首先通过圆结构光照明获取孔内表面的截面轮廓图像,并通过图像处理和系统标定得到当前截面上局部区域的深度值;然后通过... 详细信息

针对孔内表面的检测问题,提出了一种新的基于结构光照明和LED照明相结合的三维检测技术。该方法主要包括三个步骤:首先通过圆结构光照明获取孔内表面的截面轮廓图像,并通过图像处理和系统标定得到当前截面上局部区域的深度值;然后通过平面光照明得到孔内表面的平面图像,并在分析成像关系的前提下,在对平面图像进行坐标变换后得到孔内表面的展开图像,结合图像处理算法,提取展开图像的局部区域的平面尺寸信息;最后将圆结构光数据和LED光源数据变换到同一全局坐标系下,得到内表面的三维信息。

关键词：孔内表面圆结构光三维检测 LED照明

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