基于 ASODVS 的火炮身管损伤检测系统.pdf

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1、第３７卷第１０期仪器仪表学报Ｖｏｌ３７Ｎｏ１０２０１６年１０月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＯｃｔ．２０１６基于ＡＳＯＤＶＳ的火炮身管损伤检测系统汤一平，韩国栋，鲁少辉，陈麒，吴挺（浙江工业大学信息工程学院杭州３１００２３）摘要：针对火炮身管内膛疵病种类多、定性定量分析难和检测自动化程度低等问题，提出了一种基于ＡＳＯＤＶＳ的火炮身管损伤视觉检测方法，既能视觉检测身管横截面几何尺寸又能获取和分析身管内壁表面缺陷，还能对身管内表面三维测量和重构。首先，通过高斯曲线法提取激光扫描全景图

2、像中的激光中心点，并采用贝塞尔曲线对提取的激光中心点进行平滑处理；接着，根据ＡＳＯＤＶＳ的标定结果解析出全景图像上身管内壁全景激光投射点的三维点云数据；进一步，根据定性分析中识别出来的疵病采用四连通域法标记损伤，进而求解该损伤部分的面积和深度，然后采用椭圆拟合法测量身管形变；最后用３Ｄ重构技术将定性定量分析结果进行融合，重构出火炮身管真实状态，实现身管窥膛“采集识别判定重构”全过程的定性定量自动视觉检测。实验结果表明：基于ＡＳＯＤＶＳ的火炮身管损伤检测系统能够快速检测出各种火炮疵病，并能精确解析出疵病所处的空间位置、大小

3、及深度等重要信息，测量误差基本满足国标规定要求，为火炮身管修复及寿命预估等奠定了坚实的基础。关键词：身管重构；激光中心点提取；全景相机标定；损伤检测；定性定量分析中图分类号：ＴＨ８９文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：５１０．２０ＤｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｆｏｒｇｕｎｂａｒｒｅｌｄａｍａｇｅｂａｓｅｄｏｎａｃｔｉｖｅｓｔｅｒｅｏｏｍｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｖｉｓｉｏｎｓｅｎｓｏｒＴａｎｇＹｉｐｉｎｇ，ＨａｎＧｕｏｄｏｎｇ，ＬｕＳｈａｏｈｕｉ，ＣｈｅｎＱｉ，ＷｕＴｉｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅ

4、ｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｂｏｒｅｆｌａｗｓｔｙｐｅｓ，ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙｉｎｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅａｎｄｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄｌｅｓｓａｕｔｏｍａｔｅｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ｗｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｏｖｅｌｖｉｓｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎａｃｔｉｖｅｓｔｅｒｅｏｏｍｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｖｉｓｉｏ

5、ｎｓｅｎｓｏｒ（ＡＳＯＤＶＳ）ｆｏｒｇｕｎｂａｒｒｅｌｉｎｎｅｒｄａｍａｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓ．Ｉｎｔｈｉｓｗｏｒｋ，ｄａｍａｇｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎａｎｄｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｇｅｏｍｅｔｒｙｓｉｚｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｍｏｄｅｌｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｗｅｒｅｃｏｍｐｌｅｔｅｄｉｎｒｅａｌｔｉｍｅ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，Ｇａｕｓｓｃｕｒｖｅｆｉｔｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｓｅｌｅｃｔｅｄｔｏｅｘｔｒａｃｔｔｈｅｃｅｎｔｒａｌｐｏｉｎｔｓｏｆｌａｓｅｒｌｉｇｈ

6、ｔｆｒｏｍｐａｎｏｒａｍｉｃｉｍａｇｅｓｗｉｔｈｌａｓｅｒｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｎｔｈｅｐｏｉｎｔｓａｒｅｓｍｏｏｔｈｅｄｂｙＢｅｚｉｅｒｃｕｒｖｅ；Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｐｏｉｎｔｃｌｏｕｄｄａｔａ，ｗｈｉｃｈｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｓｈａｐｅｏｆｔｈｅｉｎｎｅｒｇｕｎｂａｒｒｅｌ，ａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃａｌｉｂｒａｔｅｄｃａｍｅｒａｍｏｄｅｌ；Ｔｈｉｒｄｌｙ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｔｏｉｄｅｎｔｉｆｙｔｈｅｄｅｆｅｃｔｓ，ｄａｍａｇｅｉ

7、ｓｍａｒｋｅｄｂｙｆｏｕｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄｒｅｇｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｒａｒｅａａｎｄｄｅｐｔｈ，ｔｈｅｎｔｈｅｅｌｌｉｐｓｅｆｉｔｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂａｒｒｅｌ．Ｆｉｎａｌｌｙ，３Ｄｍｏｄｅｌ，ｆｕｓｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｏｆｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅａｎｄｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｓｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｔｏｒｅｃｏｖｅｒ３Ｄｔｏｐｏｇｒａｐｈｙｏｆｇｕｎｂａｒｒｅｌ，ｗｈｉｃｈａｃｈ

8、ｉｅｖｅｓｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｖｉｓｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆ“ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｊｕｄｇｍｅｎｔｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ”ｆｏｒｇｕｎｂａｒｒｅｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａ