基于机器视觉的石油管锥螺纹参数测量试验研究

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1、．，．，；．Ｖ蠻姨凉您义聲後货；公参，樓齡嗎硕±学位论文曇＾基于机器视觉的石油管锥螺纹参数测量试验研究ＥｘｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｆＴｕｂｉｎＣｏ打ｉｃａｌＴｈｒｅａｄｐｇ．：ＰａｒａｍｅｔｅｒｓＭｅａｓｕｒｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＭａｃｈｉｎｅｖ，禱；ｄ。。—论女作者：侯东明…胃—＂ｒ指导教师、职称：陈曼龙．副纖：机及理论学科、僅称城设计，…｜｜研究方向：逆向工程与造型设计Ｔ画陕西理工学院学位论文独创

2、性亩明本人声明所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研巧成。果尽我所知，除文中己经注明引用的内容外，论文中不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得陕西理工学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名！解／月日＾、分类号：TH741单位代码：10720密级：公开学号：1308020309硕士学位论文基于机器视觉的石油管锥螺纹参数测量试验研究Experimen

3、talStudyofTubingConicalThreadParametersMeasuringBasedonMachineVision论文作者：侯东明指导教师、职称：陈曼龙副教授学科、专业名称：机械设计及理论研究方向：逆向工程与造型设计二〇一六年六月摘要随着石油管在石油开采领域中的大量使用，石油管螺纹的质量与油田的正常生产息息相关，这对于石油管螺纹的检测提出了高精度、高效率的要求。但是，工程实际中缺乏有效的办法来实现石油管螺纹的准确、高效测量，大多还停留在人工检测的基础上，检测效率低下、测量精度

4、不高。因此，找到和探索一种高效、高精度的石油管螺纹多参数测量系统就显得极为迫切和必要。本文在机器视觉和图像处理的基础上，根据API对螺纹几何尺寸的规定以及石油管螺纹检测的要求，进行了工业现场的非接触式石油管螺纹多参数检测系统试验研究。主要的研究内容包括：（1）设计了基于机器视觉的石油管螺纹测量系统。该系统由机械系统、电气系统以及光学系统组成，采用光学的方法，结合机械传动技术带动图像传感器采集石油管螺纹图像。（2）石油管螺纹检测系统运用数字图像处理技术对采集到的石油管螺纹数字图像进行预处理、图像二值

5、化、边缘检测和轮廓提取。结合石油管螺纹的特点，采用了伪中值双边滤波算法对图像进行预处理，采用迭代阈值分割法对图像进行二值化处理，采用了优化Canny算子对图像边缘进行了检测，最后利用跟踪法对图像轮廓进行了优化，实现了图像边缘轮廓的准确提取。（3）对测量系统进行了准确的标定，对图像边界进行了拟合，根据石油管螺纹特点以及国产油管的尺寸的规定，并参照API规定的测量方法给出了石油管螺纹的牙型角、螺距、牙型高、锥度以及中径的测量原理，得到了各个参数具体数值。（4）对测量系统进行了误差分析，分析了机电系统误

6、差、光学系统误差、算法误差以及环境因素误差的来源，以及这些误差对测量系统造成影响；通过理论分析，给出了这些误差的计算公式，并提出了误差补偿措施。试验系统通过对石油管锥螺纹图像的采集与处理，得到了螺纹各个几何参数的具体数值，各几何参数值都在API规定的公差范围以内，满足石油管螺纹测量的精度要求。因此，本试验系统可以实现石油管螺纹参数的非接触测量，测量准确、高效，是测量石油管螺纹几何参数的有效办法。-i-关键词：机器视觉；数字图像处理；边缘检测；参数测量；误差分析-iiAbstractWiththee

7、xtensiveuseoftubinginthefieldofpetroleumexploitation,andthequalityofthetubingthreadiscloselyrelatedtothenormalproductionoftheoilfield,thehighprecisionandhighefficiencyrequirementforthedetectionofthetubingthreadisproposed.However,atpresent,thereisnoane

8、ffectivemeasuringmethodtorealizetheaccurateandefficientmeasurementoftubingthread,thethreadmeasuringmethodisstillstayinginmanualmethod,whichhaslowefficiencyandlowprecision.Therefore,itisveryurgentandnecessarytofindandexploreahighefficiencyandhi