CN115541612A - 一种数据采集终端 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种数据采集终端，包括摄像部，摄像部安装在磁力移动机构上，磁力移动机构能够附着在圆筒形工件上并沿着圆筒形工件的环形被测区作周向运动；当磁力移动机构完成一个圆周运动时，摄像部能够采集到环形被测区的全景图像数据；当磁力移动机构附着在圆筒形工件上未移动或者未作全周运动时，摄像部能够采集到环形被测区的局部图像数据。采用本发明的数据采集终端采集管道焊缝图像数据后，可以省去现场手动记录每道焊缝的工作量，至少能够大幅降低管道施工技术人员的劳动强度，能够将现场的管道焊缝记录效率提高约一倍，同时能够提高焊缝检测人员的工作效率。
Description
技术领域
本发明属于数字化终端设备技术领域，尤其涉及一种用于图像采集和处理的数据采集终端。
背景技术
广义而言，数据采集终端是基于GPRS、CDMA、3G/4G、NB-IoT、LoRa等通信网络实现远程数据采集、处理、存储、加密和传输的智能终端设备，可实现物物相联和人机互动，广泛应用于状态感知、设施监测、数据交互、运行控制等各种物联网应用场景中。
在工程特别是石化工程施工领域，几乎每个项目都涉及到数千甚至数万条管道焊缝的现场焊接。根据相关的施工规范要求，部分要求低的管道焊缝需要按比例进行质量抽检/检测（采用X射线设备对焊缝质量进行探伤检测，简称探伤），部分要求高的管道焊缝需要100%探伤。目前，施工单位对工程现场的管道焊缝焊接及检测的方法如下：步骤1，焊接操作工人将某条管道焊缝焊接完成并冷却后，在管道焊缝周围写上管线号、焊缝编号、材质、焊工号、焊接日期等焊缝标识，步骤2，定期（通常是每天一次）由管道施工技术人员联系焊缝质量检测人员去施工现场逐一点口（告知焊缝质量检测人员需要进行探伤的管道焊缝，并做好标记，俗称点口），步骤3，焊缝质量检测人员在晚上去对多好标记的焊缝逐一进行检测，在检测操作时，需要先查看管道焊缝周围的焊缝标识，然后进行贴片、曝光等操作。一方面，由于焊缝质量检测是在晚上进行，因光线原因导致查看管道焊缝周围的焊缝标识很不方便且费时费力，即使焊缝质量检测人员采用强光灯辅助照明也无法查看背光侧的焊缝标识，这种情况下，往往需要焊缝质量检测人员翻转管道或者转移照明设施才能准确查看背光侧的焊缝标识；另一方面，由于施工现场环境恶劣，管道焊缝周围的焊缝标识很容易模糊，受到焊缝质量检测效率低的影响，经常存在焊接完成的焊缝被搁置一段时间后再进行检测，此时管道施工技术人员不得不核对图纸并对其重新进行编号，非常麻烦。总的来说，采用传统方法对工程现场的管道焊缝进行检测时，焊缝质量检测人员查看一条焊缝（对于的管道规格DN≥200mm）的焊缝标识时间平均需耗时2-3分钟，特别是对于朝向地面等背光侧的焊缝标识进行查看时费时费力。更关键地是，采用现有的方法需要管道施工技术人员去现场核查并手动记录每道焊缝完成情况，这一工作量很大约占管道施工技术人员约40%的有效工作时间。
随着工程施工也朝着数字化和智能化的发展，借助于智能化设备去降低相关技术人员的劳动强度并提高工作效率是未来的必然趋势。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于工程施工现场的焊缝图像采集和处理的数据采集终端，至少能够解决现有方式中存在的相关技术人员劳动强度大、工作效率低的技术问题。
为实现前述目的，本发明采用如下技术方案。
一种数据采集终端，包括摄像部，摄像部安装在磁力移动机构上，磁力移动机构能够附着在圆筒形工件上并沿着圆筒形工件的环形被测区作周向运动；当磁力移动机构完成一个圆周运动时，摄像部能够采集到环形被测区的全景图像数据；当磁力移动机构附着在圆筒形工件上未移动或者未作全周运动时，摄像部能够采集到环形被测区的局部图像数据。本发明中，所述圆筒形工件均为具有磁性的金属工件。
进一步地，为提高数据采集终端在采集过程中的灵活性，所述磁力移动机构包括壳体，在壳体内部设置有驱动装置及其控制部件，在壳体下部设置有磁力轮，磁力轮用于附着在圆筒形工件上；在壳体顶部设置有伸缩机构，伸缩机构的调节杆能够横向伸缩，调节杆与磁力轮轴线平行，在调节杆前端设置有滚动件，滚动件用于贴靠在圆筒形工件表面，滚动件轴线与磁力轮轴线平行，滚动件与磁力轮位于环形被测区两侧；所述摄像部固定在调节杆上，所述摄像部的摄像头正对环形被测区表面。
进一步地，为提高数据采集终端在采集过程中的灵活性，所述滚动件采用轴承或滚珠，在所述摄像部的摄像头侧方且位于调节杆上设置有补光灯，补光灯在拍摄焊缝图像过程中始终保持开启。
本发明中，所述圆筒形工件为管道，所述环形被测区为焊缝。
为方便数据采集终端适用于不同宽度的焊缝图像数据采集，所述伸缩机构包括两端敞口的外筒，外筒内穿设有带有齿部的调节杆，外筒上设置有旋钮，旋钮下端设置的齿轮与调节杆上的齿部相啮合；顺时针旋转旋钮时，调节杆靠向磁力移动机构一侧移动，逆时针旋转旋钮时，调节杆向远离磁力移动机构一侧移动。
作为本发明的优选方案之一，所述摄像部、所述磁力移动机构的控制部件均连接控制器，该控制器主要用于控制磁力移动机构、摄像部的开启和关闭，控制图像拍摄、暂存和数据发送、数据显示，控制器通讯连接云平台或计算机处理系统；本发明中的计算机处理系统可以采用微型处理系统搭载在采集终端上，也可以定点防止在机房/室内办公场所，云平台或计算机处理系统的存储器上存储有可在处理器上运行的程序；处理器执行所述程序时实现以下步骤/功能：
S1，获取摄像部反馈的图像数据，具体地：在圆筒形工件上进行数据采集的起始位置，先控制磁力移动机构和摄像部开启，然后控制磁力移动机构沿着圆筒形工件匀速前行，同时对环形被测区进行拍摄，当磁力移动机构完成一个圆周运动时，将拍摄的环形被测区全景图像及其标识数据发送给云平台或计算机处理系统；云平台或计算机处理系统将所得数据进行处理后作为标准数据进行存储，所有圆筒形工件上的标准数据共同构成标准数据库；
S2，在圆筒形工件上的任意位置，采集环形被测区的局部图像，将所得局部图像进行处理后与标准数据库中的标准数据进行匹配；
S3，根据匹配结果输出局部图像所属环形被测区对应的标识，并在数据采集终端的显示界面进行显示。
作为本发明的优选方案之二，所述摄像部、所述磁力移动机构的控制部件均连接控制器，控制器通讯连接云平台或计算机处理系统，云平台或计算机处理系统的存储器上存储有可在处理器上运行的程序，处理器执行所述程序时实现以下步骤/功能：
S11，获取摄像部反馈的图像数据，具体地：在圆筒形工件上进行数据采集的起始位置，先控制磁力移动机构和摄像部开启，然后控制磁力移动机构沿着圆筒形工件匀速前行，同时对环形被测区进行拍摄，当磁力移动机构完成一个圆周运动时，将拍摄的环形被测区全景图像及其标识数据发送给云平台或计算机处理系统；云平台或计算机处理系统将所得数据进行纹路特征提取后与其标识作为标准纹路数据进行存储，所有圆筒形工件上的标准纹路数据共同构成标准纹路数据库；
S12，在圆筒形工件上的任意位置，采集环形被测区的局部图像，将所得局部图像进行纹路特征提取后与标准纹路数据库中的标准纹路数据进行匹配；
S13，根据匹配结果输出局部图像所属环形被测区对应的标识，并在数据采集终端的显示界面进行显示。
作为本发明的优选方案之三，所述摄像部、所述磁力移动机构的控制部件均连接控制器，控制器通讯连接云平台或计算机处理系统，云平台或计算机处理系统的存储器上存储有可在处理器上运行的程序，处理器执行所述程序时实现以下步骤/功能：
S21，获取摄像部反馈的图像数据，具体地：在圆筒形工件上进行数据采集的起始位置，先控制磁力移动机构和摄像部开启，然后控制磁力移动机构沿着圆筒形工件匀速前行，同时对环形被测区进行拍摄，当磁力移动机构完成一个圆周运动时，将拍摄的环形被测区全景图像及其标识数据发送给云平台或计算机处理系统；云平台或计算机处理系统将所得数据进行纹路特征提取后与其标识作为标准纹路数据进行存储，所有圆筒形工件上的标准纹路数据共同构成标准纹路数据库；
S22，对获取的环形被测区局部透射图像进行纹路特征提取后与标准纹路数据库中的标准纹路数据进行匹配；
S23，根据匹配结果输出透射图像所属环形被测区对应的标识。
进一步地，所述纹路特征包括：焊缝的边缘轮廓线走向、熔池区横向轮廓线走向，标准节段下的熔池区横向轮廓线宽度、熔池区横向轮廓线数量、熔池区轮廓线弧度。
进一步地，对所得局部图像或所得局部透射图像进行纹路特征提取步骤包括：
S01，获取所得局部图像或所得局部透射图像上的两个显著特征点，并将这两个显著特征点作为基准点；
S02，获取两个著特征点之间的焊缝熔池区的横向轮廓线宽度、横向轮廓线数量、横向轮廓线弧度和横向轮廓线交叉点数量；
S03，将步骤S02中所得特征信息与标准纹路数据库的相关信息进行比对，当步骤S02中所得特征信息与标准纹路数据库的相关信息吻合度高于98%时，给出匹配完成的结果，并输出所得局部图像或所得局部透射图像所属环形被测区对应的标识，并在数据采集终端的显示界面进行显示；反之，继续进行比对，直到匹配完成。
有益效果：焊缝质量检测人员配置一台本发明的数据采集终端，在进行焊缝质量检测前只需要将数据采集终端放置在管道焊缝附近并采集一段焊缝图像，然后直接读取设备输出的焊缝标识，可以将焊缝质量检测人员查看一条焊缝的焊缝标识时间缩短到三十秒内，并为之省去了通过翻转管道或转移照明设施来查看焊缝标识的繁琐工序；采用本发明的数据采集终端采集管道焊缝图像数据后，可以省去现场手动记录每道焊缝的工作量，至少能够大幅降低管道施工技术人员的劳动强度，能够将现场的管道焊缝记录效率提高约一倍。更重要地是，采用本发明采集的焊缝图像数据可以作为工程数字化管理和验收的依据，且方便焊缝返修、管道试压、吹扫等系列查验工序。
附图说明
图1、图2为实施例1中数据采集终端示意图；
图3为实施例1中数据采集终端使用状态示意图；
图4为实施例2中数据采集终端摄像路径示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1至图3所示，一种数据采集终端，包括摄像部1和显示界面，摄像部1具有拍摄全景图和单张图片的功能，还具有拍摄图片的常规调焦距、调亮度等功能，其不低于1200万像素，摄像部1的摄像视野宽度为10cm、摄像视野长度为12cm；显示界面能够显示输出的信息，如焊缝标识信息、拍摄的焊缝图像。摄像部1安装在磁力移动机构2上，磁力移动机构2能够附着在圆筒形工件3上并沿着圆筒形工件3的环形被测区4作周向运动，磁力移动机构2能够沿着筒形工件做环形运动的结构和原理为现有技术，如四个磁力轮配合电机驱动的传动机构；当磁力移动机构2完成一个圆周运动时，摄像部1能够采集到环形被测区4的全景图像数据；当磁力移动机构2附着在圆筒形工件3上未移动或者未作全周运动时，摄像部1能够采集到环形被测区4的局部图像数据。其中，磁力移动机构2包括壳体21，壳体21上设置有手把（提手），在壳体21内部设置有驱动装置及其控制部件，在壳体21下部设置有磁力轮22，磁力轮22用于附着在圆筒形工件3上；在壳体21顶部设置有伸缩机构，伸缩机构的调节杆23能够横向伸缩，调节杆23与磁力轮22轴线平行，在调节杆23前端设置有滚动件24，滚动件24用于贴靠在圆筒形工件3表面，滚动件24的低点与四个磁力轮22的低点位于同一平面，以确保摄像部1的摄像头始终与环形被测区4保持一致的拍摄距离，滚动件24轴线与磁力轮22轴线平行，滚动件24与磁力轮22位于环形被测区4两侧；摄像部1固定在调节杆23上，摄像部1的摄像头正对环形被测区4表面。本实施例中，滚动件24采用轴承，在摄像部1的摄像头侧方且位于调节杆23上设置有多颗补光灯25。其中，伸缩机构包括两端敞口的外筒31，外筒31内穿设有带有齿部的调节杆23，外筒31上设置有旋钮32，旋钮32下端设置的齿轮与调节杆23上的齿部相啮合；顺时针旋转旋钮32时，调节杆23靠向磁力移动机构2一侧移动，逆时针旋转旋钮32时，调节杆23向远离磁力移动机构2一侧移动。本实施例中，壳体21、调节杆23、外筒31、旋钮32均采用工程塑料制得。
采用该数据采集终端采集管道焊缝图像数据时，如图3所示，先将数据采集终端放置在焊缝（环形被测区4）附近，并确保滚动件24位于焊缝左侧并贴靠管道（圆筒形工件3）表面，磁力轮22位于焊缝右侧并贴靠管道（圆筒形工件3）表面，同时尽可能确保调节杆23与管道轴线基本平行；然后开启磁力移动机构2和摄像部1，同时按下摄像部1的图像拍摄键（包括全景拍摄键和单图拍摄键），此时磁力移动机构2就会沿着焊缝环向移动，同时拍摄焊缝图片，拍摄焊缝图片自动存储并传输至云平台或计算机处理系统。使用时，焊缝焊接完成并在管道焊缝周围写上管线号、焊缝编号、材质、焊工号、焊接日期等焊缝标识后，由焊接人员/普工/技术人员进行焊缝全景图拍摄。采用本发明的数据采集终端，能够稳定、快速地拍摄出线性焊缝全景图像，更有利于对图像进行后续处理，同时更利于与焊缝透射图像进行比对，尤其适用于对管径不低于200mm的碳钢管进行焊缝数据采集。
本实施例中的数据采集终端，还能够实现多种功能。
该数据采集终端的摄像部1、磁力移动机构2的控制部件均连接控制器，控制器通讯连接云平台或计算机处理系统，云平台或计算机处理系统存储器具有不低于100G的存储容量，云平台或计算机处理系统的存储器上存储有可在处理器上运行的程序，处理器执行所述程序时实现以下步骤/功能：
S1，获取摄像部1反馈的图像数据，具体地：在圆筒形工件3上进行数据采集的起始位置，先控制磁力移动机构2和摄像部1开启，然后控制磁力移动机构2沿着圆筒形工件3匀速前行，同时对环形被测区4进行拍摄，当磁力移动机构2完成一个圆周运动时，将拍摄的环形被测区全景图像及其标识数据发送给云平台或计算机处理系统；云平台或计算机处理系统将所得数据进行处理后作为标准数据进行存储，所有圆筒形工件3上的标准数据共同构成标准数据库；假如一个项目有五千条需要拍摄的焊缝，那么就由处理后的这五千条焊缝的全景图构成标准数据库；
S2，在圆筒形工件3上的任意位置，采集环形被测区4的局部图像拍摄一条焊缝的单张图像，将所得局部图像进行处理后与标准数据库中的标准数据进行匹配；本步骤中采集环形被测区4的局部图像是在需要时如焊缝质量检测前识别焊缝标识，管道安装过程中识别管道节段……进行采集；
S3，根据匹配结果输出局部图像所属环形被测区对应的标识。
进一步地讲，摄像部1、所述磁力移动机构2的控制部件均连接控制器，控制器通讯连接云平台或计算机处理系统，云平台或计算机处理系统的存储器上存储有可在处理器上运行的程序，处理器执行所述程序时实现以下步骤/功能：
S11，获取摄像部1反馈的图像数据，具体地：在圆筒形工件3上进行数据采集的起始位置，先控制磁力移动机构2和摄像部1开启，然后控制磁力移动机构2沿着圆筒形工件3匀速前行，同时对环形被测区4进行拍摄，当磁力移动机构2完成一个圆周运动时，将拍摄的环形被测区全景图像及其标识数据发送给云平台或计算机处理系统；云平台或计算机处理系统将所得数据进行纹路特征提取后与其标识作为标准纹路数据进行存储，所有圆筒形工件3上的标准纹路数据共同构成标准纹路数据库；
S12，在圆筒形工件3上的任意位置，采集环形被测区4的局部图像，将所得局部图像进行纹路特征提取后与标准纹路数据库中的标准纹路数据进行匹配；
S13，根据匹配结果输出局部图像所属环形被测区对应的标识。
例如，在焊缝进行X射线探伤时（一般是晚上进行探伤），使用该数据采集终端先拍摄到一条焊缝的单张图像，然后将这张图像与数据库中所有焊缝全景图像进行比对/匹配，比对结果/匹配结果显示，该单张图像刚好与焊缝（W*）全景图像中的特定区域焊缝形态相吻合，那么此时即可判定该单张图像中的焊缝节段属于焊缝（W*），其对应的焊缝标识也就是焊缝（W*）的全景焊缝图像中记录的焊缝标识，随后即可依据该焊缝标识开始探伤作业。
更具体的来说，该数据采集终端的摄像部1、所述磁力移动机构2的控制部件均连接控制器，控制器通讯连接云平台或计算机处理系统，云平台或计算机处理系统的存储器上存储有可在处理器上运行的程序，处理器执行所述程序时实现以下步骤/功能：
S21，获取摄像部1反馈的图像数据，具体地：在圆筒形工件3上进行数据采集的起始位置，先控制磁力移动机构2和摄像部1开启，然后控制磁力移动机构2沿着圆筒形工件3匀速前行，同时对环形被测区4进行拍摄，当磁力移动机构2完成一个圆周运动时，将拍摄的环形被测区全景图像及其标识数据发送给云平台或计算机处理系统；云平台或计算机处理系统将所得数据进行纹路特征提取后与其标识作为标准纹路数据进行存储，所有圆筒形工件3上的标准纹路数据共同构成标准纹路数据库；其中，纹路特征包括：焊缝的边缘轮廓线走向、熔池区横向轮廓线走向，标准节段下的熔池区横向轮廓线宽度、熔池区横向轮廓线数量、熔池区轮廓线弧度；
S22，对获取的环形被测区局部透射图像进行纹路特征提取后与标准纹路数据库中的标准纹路数据进行匹配；
S23，根据匹配结果输出透射图像所属环形被测区对应的标识。
例如，从焊缝检测的X射线片中获取到一张透射图像，然后将该透射图像中的焊缝纹路特征进行提取，然后将这张透射图像（提取的焊缝纹路特征）与数据库中所有焊缝全景图像（提取的焊缝纹路特征）进行比对/匹配，比对结果/匹配结果显示，该单张透射图像（提取的焊缝纹路特征）刚好与焊缝（W#）全景图像中的特定区域焊缝纹路相吻合，那么此时即可判定该单张透射图像中的焊缝节段属于焊缝（W#），其对应的焊缝标识也就是焊缝（W#）的全景焊缝图像中记录的焊缝标识，随后即可对该X射线片中焊缝透射图像补充信息并存档。
对所得局部图像或所得局部透射图像进行纹路特征提取步骤包括：
S01，获取所得局部图像或所得局部透射图像上的至少两个显著特征点，并将这些显著特征点作为基准点；
S02，获取两个著特征点之间的焊缝熔池区的横向轮廓线宽度、横向轮廓线数量、横向轮廓线弧度和横向轮廓线交叉点数量；
S03，将步骤S02中所得特征信息与标准纹路数据库的相关信息进行比对，当步骤S02中所得特征信息与标准纹路数据库的相关信息吻合度高于98%时，给出匹配完成的结果，并输出所得局部图像或所得局部透射图像所属环形被测区对应的标识；反之，继续进行比对，直到匹配完成。
焊缝质量检测人员配置一台本发明的数据采集终端，在进行焊缝质量检测前只需要将数据采集终端放置在管道焊缝附近并采集一段焊缝图像，然后直接读取设备输出的焊缝标识，可以将焊缝质量检测人员查看一条焊缝的焊缝标识时间缩短到三十秒内，并为之省去了通过翻转管道或转移照明设施来查看焊缝标识的繁琐工序；采用本发明的数据采集终端采集管道焊缝图像数据后，可以省去现场手动记录每道焊缝的工作量，至少能够大幅降低管道施工技术人员的劳动强度，能够将现场的管道焊缝记录效率提高约一倍。更重要地是，采用本发明采集的焊缝图像数据可以作为工程数字化管理和验收的依据，且方便焊缝返修、管道试压、吹扫等系列查验工序。
实施例2
一种数据采集终端，参照实施例1并结合图4所示，其与实施例1的主要区别在于：数据采集终端的摄像部1、磁力移动机构2的控制部件均连接控制器，控制器通讯连接云平台或计算机处理系统，云平台或计算机处理系统的存储器上存储有可在处理器上运行的程序，处理器执行所述程序时还实现以下步骤/功能：
步骤31，实时获取焊缝中心线41到图像左边界43的垂直距离L1，以及焊缝中心线41到图像右边界42的垂直距离L2；
步骤32，判断同一时段TP内距离L1与距离L2的变化情况，并根据变化情况修正磁力移动机构2的行驶路径；具体地：
如果同一时段TP内的距离L1逐渐变小且距离L2逐渐变大，则判定磁力移动机构2向右偏移（一旦磁力移动机构2向右偏移且继续行驶，持续获取的图像边界就如图4中编号44所示），此时控制磁力移动机构2向左偏移，直到距离L1、距离L2分别与其对应的预设值相等时回正磁力移动机构2的方向；
如果同一时段TP内的距离L1逐渐变大且距离L2逐渐变小，则判定磁力移动机构2向左偏移（一旦磁力移动机构2向左偏移且继续行驶，持续获取的图像边界就如图4中编号45所示），此时控制磁力移动机构2向右偏移，直到距离L1、距离L2分别与其对应的预设值相等时回正磁力移动机构2的方向；
其中，时段TP的时长设定为2-3秒，距离L1对应的预设值为磁力移动机构2行驶始点获取的焊缝中心线41到图像左边界43的垂直距离（即初始时刻焊缝中心线41到图像左边界43的垂直距离），距离L2对应的预设值均为磁力移动机构2行驶始点时获取的焊缝中心线41到图像右边界42的垂直距离（即初始时刻焊缝中心线41到图像右边界42的垂直距离）。
采用本例中的方案，还能够及时修正磁力移动机构2行驶路径，以简单且富有创造性的方案在拍摄时段直接获取线性焊缝全景图像，有利于更精确地获取线性焊缝全景图像，更利于焊缝图像识别和判定。
Claims (10)
1.一种数据采集终端，包括摄像部(1)，其特征在于：所述摄像部(1)安装在磁力移动机构(2)上，磁力移动机构(2)能够附着在圆筒形工件(3)上并沿着圆筒形工件(3)的环形被测区(4)作周向运动；当磁力移动机构(2)完成一个圆周运动时，所述摄像部(1)能够采集到环形被测区(4)的全景图像数据；当磁力移动机构(2)附着在圆筒形工件(3)上未移动或者未作全周运动时，所述摄像部(1)能够采集到环形被测区(4)的局部图像数据。
2.根据权利要求1所述的数据采集终端，其特征在于：所述磁力移动机构(2)包括壳体(21)，在壳体(21)内部设置有驱动装置及其控制部件，在壳体(21)下部设置有磁力轮(22)，磁力轮(22)用于附着在圆筒形工件(3)上；在壳体(21)顶部设置有伸缩机构，伸缩机构的调节杆(23)能够横向伸缩，调节杆(23)与磁力轮(22)轴线平行，在调节杆(23)前端设置有滚动件(24)，滚动件(24)用于贴靠在圆筒形工件(3)表面，滚动件(24)轴线与磁力轮(22)轴线平行，滚动件(24)与磁力轮(22)位于环形被测区(4)两侧；所述摄像部(1)固定在调节杆(23)上，所述摄像部(1)的摄像头正对环形被测区(4)表面。
3.根据权利要求2所述的数据采集终端，其特征在于：所述滚动件(24)采用轴承或滚珠，在所述摄像部(1)的摄像头侧方且位于调节杆(23)上设置有补光灯(25)。
4.根据权利要求3所述的数据采集终端，其特征在于：所述圆筒形工件(3)为管道，所述环形被测区(4)为焊缝。
5.根据权利要求4所述的数据采集终端，其特征在于：所述伸缩机构包括两端敞口的外筒(31)，外筒(31)内穿设有带有齿部的调节杆(23)，外筒(31)上设置有旋钮(32)，旋钮(32)下端设置的齿轮与调节杆(23)上的齿部相啮合；顺时针旋转旋钮(32)时，调节杆(23)靠向磁力移动机构(2)一侧移动，逆时针旋转旋钮(32)时，调节杆(23)向远离磁力移动机构(2)一侧移动。
6.根据权利要求5所述的数据采集终端，其特征在于：所述摄像部(1)、所述磁力移动机构(2)的控制部件均连接控制器，控制器通讯连接云平台或计算机处理系统，云平台或计算机处理系统的存储器上存储有可在处理器上运行的程序，处理器执行所述程序时实现以下步骤/功能：
S1，获取摄像部(1)反馈的图像数据，具体地：在圆筒形工件(3)上进行数据采集的起始位置，先控制磁力移动机构(2)和摄像部(1)开启，然后控制磁力移动机构(2)沿着圆筒形工件(3)匀速前行，同时对环形被测区(4)进行拍摄，当磁力移动机构(2)完成一个圆周运动时，将拍摄的环形被测区全景图像及其标识数据发送给云平台或计算机处理系统；云平台或计算机处理系统将所得数据进行处理后作为标准数据进行存储，所有圆筒形工件(3)上的标准数据共同构成标准数据库；
S2，在圆筒形工件(3)上的任意位置，采集环形被测区(4)的局部图像，将所得局部图像进行处理后与标准数据库中的标准数据进行匹配；
S3，根据匹配结果输出局部图像所属环形被测区对应的标识。
7.根据权利要求5所述的数据采集终端，其特征在于：所述摄像部(1)、所述磁力移动机构(2)的控制部件均连接控制器，控制器通讯连接云平台或计算机处理系统，云平台或计算机处理系统的存储器上存储有可在处理器上运行的程序，处理器执行所述程序时实现以下步骤/功能：
S11，获取摄像部(1)反馈的图像数据，具体地：在圆筒形工件(3)上进行数据采集的起始位置，先控制磁力移动机构(2)和摄像部(1)开启，然后控制磁力移动机构(2)沿着圆筒形工件(3)匀速前行，同时对环形被测区(4)进行拍摄，当磁力移动机构(2)完成一个圆周运动时，将拍摄的环形被测区全景图像及其标识数据发送给云平台或计算机处理系统；云平台或计算机处理系统将所得数据进行纹路特征提取后与其标识作为标准纹路数据进行存储，所有圆筒形工件(3)上的标准纹路数据共同构成标准纹路数据库；
S12，在圆筒形工件(3)上的任意位置，采集环形被测区(4)的局部图像，将所得局部图像进行纹路特征提取后与标准纹路数据库中的标准纹路数据进行匹配；
S13，根据匹配结果输出局部图像所属环形被测区对应的标识，并在数据采集终端的显示界面进行显示。
8.根据权利要求5所述的数据采集终端，其特征在于：所述摄像部(1)、所述磁力移动机构(2)的控制部件均连接控制器，控制器通讯连接云平台或计算机处理系统，云平台或计算机处理系统的存储器上存储有可在处理器上运行的程序，处理器执行所述程序时实现以下步骤/功能：
S21，获取摄像部(1)反馈的图像数据，具体地：在圆筒形工件(3)上进行数据采集的起始位置，先控制磁力移动机构(2)和摄像部(1)开启，然后控制磁力移动机构(2)沿着圆筒形工件(3)匀速前行，同时对环形被测区(4)进行拍摄，当磁力移动机构(2)完成一个圆周运动时，将拍摄的环形被测区全景图像及其标识数据发送给云平台或计算机处理系统；云平台或计算机处理系统将所得数据进行纹路特征提取后与其标识作为标准纹路数据进行存储，所有圆筒形工件(3)上的标准纹路数据共同构成标准纹路数据库；
S22，对获取的环形被测区局部透射图像进行纹路特征提取后与标准纹路数据库中的标准纹路数据进行匹配；
S23，根据匹配结果输出透射图像所属环形被测区对应的标识，并在数据采集终端的显示界面进行显示。
9.根据权利要求7或8所述的数据采集终端，其特征在于，所述纹路特征包括：焊缝的边缘轮廓线走向、熔池区横向轮廓线走向，标准节段下的熔池区横向轮廓线宽度、熔池区横向轮廓线数量、熔池区轮廓线弧度。
10.根据权利要求9所述的数据采集终端，其特征在于，对所得局部图像或所得局部透射图像进行纹路特征提取步骤包括：
S01，获取所得局部图像或所得局部透射图像上的两个显著特征点，并将这两个显著特征点作为基准点；
S02，获取两个著特征点之间的焊缝熔池区的横向轮廓线宽度、横向轮廓线数量、横向轮廓线弧度和横向轮廓线交叉点数量；
S03，将步骤S02中所得特征信息与标准纹路数据库的相关信息进行比对，当步骤S02中所得特征信息与标准纹路数据库的相关信息吻合度高于98％时，给出匹配完成的结果，并输出所得局部图像或所得局部透射图像所属环形被测区对应的标识，并在数据采集终端的显示界面进行显示；反之，继续进行比对，直到匹配完成；
还包括：
步骤31，实时获取焊缝中心线41到图像左边界43的垂直距离L1，以及焊缝中心线41到图像右边界42的垂直距离L2；
步骤32，判断同一时段TP内距离L1与距离L2的变化情况，并根据变化情况修正磁力移动机构2的行驶路径；具体地：
如果同一时段TP内的距离L1逐渐变小且距离L2逐渐变大，则判定磁力移动机构2向右偏移，此时控制磁力移动机构2向左偏移，直到距离L1、距离L2分别与其对应的预设值相等时回正磁力移动机构2的方向；
如果同一时段TP内的距离L1逐渐变大且距离L2逐渐变小，则判定磁力移动机构2向左偏移，此时控制磁力移动机构2向右偏移，直到距离L1、距离L2分别与其对应的预设值相等时回正磁力移动机构2的方向；
其中，时段TP的时长设定为2-3秒，距离L1对应的预设值为磁力移动机构2行驶始点获取的焊缝中心线41到图像左边界43的垂直距离，距离L2对应的预设值均为磁力移动机构2行驶始点时获取的焊缝中心线41到图像右边界42的垂直距离。
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Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT8149700A0 (it) * | 1980-11-12 | 1981-11-12 | Unimation Inc | Metodo ed apparato per un impianto saldatore manipolatore con correzione televisiva per la percezione del pezzo di lavoro |
| US4491718A (en) * | 1982-05-20 | 1985-01-01 | Crc Welding Systems, Inc. | Template-matching adaptive control system for welding |
| JPH11779A (ja) * | 1997-06-09 | 1999-01-06 | Nkk Corp | レーザビームによる突合わせ溶接における溶接位置制御方法 |
| JP2018017601A (ja) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | 京セラ株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、撮像装置、及び移動体 |
| CN107748203A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-03-02 | 西安石油大学 | 一种智能自循迹焊缝探伤机器人 |
| CN207662806U (zh) * | 2017-11-29 | 2018-07-27 | 任佳瑄 | 一种手持式桥梁表观病害检测装置 |
| CN109027514A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-12-18 | 江苏火禾信息技术有限公司 | 一种地下管道检测装置及方法 |
| CN208634802U (zh) * | 2018-07-12 | 2019-03-22 | 广东绘宇智能勘测科技有限公司 | 一种管道内窥摄像检测装置 |
| CN110243863A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-09-17 | 苏交科集团股份有限公司 | 一种主动激励的焊缝缺陷红外智能检测系统及方法 |
| CN111912789A (zh) * | 2019-05-07 | 2020-11-10 | 湖北省鲲发工程检测有限公司 | 一种管道焊缝检测机构及其方法 |
| CN113406089A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-09-17 | 同济大学 | 一种手持式结构表观裂缝量测装置 |
| CN215596727U (zh) * | 2021-06-02 | 2022-01-21 | 河南城拜检测技术有限公司 | 磁吸式管道超声波外检机器人 |
| CN114088726A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-02-25 | 西安石油大学 | 管道焊缝表面缺陷检测平台 |
-
2022
- 2022-10-02 CN CN202211217263.9A patent/CN115541612B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT8149700A0 (it) * | 1980-11-12 | 1981-11-12 | Unimation Inc | Metodo ed apparato per un impianto saldatore manipolatore con correzione televisiva per la percezione del pezzo di lavoro |
| US4491718A (en) * | 1982-05-20 | 1985-01-01 | Crc Welding Systems, Inc. | Template-matching adaptive control system for welding |
| JPH11779A (ja) * | 1997-06-09 | 1999-01-06 | Nkk Corp | レーザビームによる突合わせ溶接における溶接位置制御方法 |
| JP2018017601A (ja) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | 京セラ株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、撮像装置、及び移動体 |
| CN107748203A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-03-02 | 西安石油大学 | 一种智能自循迹焊缝探伤机器人 |
| CN207662806U (zh) * | 2017-11-29 | 2018-07-27 | 任佳瑄 | 一种手持式桥梁表观病害检测装置 |
| CN208634802U (zh) * | 2018-07-12 | 2019-03-22 | 广东绘宇智能勘测科技有限公司 | 一种管道内窥摄像检测装置 |
| CN109027514A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-12-18 | 江苏火禾信息技术有限公司 | 一种地下管道检测装置及方法 |
| CN111912789A (zh) * | 2019-05-07 | 2020-11-10 | 湖北省鲲发工程检测有限公司 | 一种管道焊缝检测机构及其方法 |
| CN110243863A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-09-17 | 苏交科集团股份有限公司 | 一种主动激励的焊缝缺陷红外智能检测系统及方法 |
| CN113406089A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-09-17 | 同济大学 | 一种手持式结构表观裂缝量测装置 |
| CN215596727U (zh) * | 2021-06-02 | 2022-01-21 | 河南城拜检测技术有限公司 | 磁吸式管道超声波外检机器人 |
| CN114088726A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-02-25 | 西安石油大学 | 管道焊缝表面缺陷检测平台 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张海波, 河北科学技术出版社 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115541612B (zh) | 2023-05-05 |
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