کنترل ابعادی میلگرد با آج یکنواخت با استفاده از لیزر و تکنیک مثلث بندی

خطوط تولید صنایعی که با سرعتهای بسیار بالا کار می کنند مانند خطوط نورد مجتمع های تولید فولاد، جهت بازرسی ابعادی محصولات و کنترل تولید مستلزم استفاده از روش های غیرتماسی می باشند. سیستم بینایی به عنوان مناسب ترین ابزار در اندازه گیری غیر تماسی در کنترل ابعادی محسوب می شود. در این تحقیق اندازه گیری ابعادی میلگردهای نورد گرم با آج یکنواخت، بر اساس داده های بدست آمده در قالب تصویر با روش های داده برداری سه بعدی نوری و بر مبنای بینایی ماشین مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور دو روش اندازه گیری نوری جهت استخراج ابعاد سه بعدی مقطع عرضی میلگرد بکار گرفته شده است. این دو روش شامل، روش سه بعدی فعال (مثلث بندی با استفاده از نور ساختاریافته) و روش دوبعدی غیرفعال (با استفاده از نور پس زمینه) می باشند، که دارای دقت و سرعت اندازه گیری مناسبی هستند. به منظور پیاده سازی سیستم، میلگرد بر روی سازه ای قرار می گیرد بطوریکه سطح زیر میلگرد از دو قسمت مات وشفاف تشکیل شده است. نور لیزر صفحه ای بر مقطع عرضی میلگرد در قسمتی از صحنه که دارای سطح مات است، تابیده شده و نور پس زمینه نیز سطح زیر میلگرد در قسمت شفاف را روشن می کند. با روشن کردن نور پس زمینه در زیر قطعه ، قطعه به صورت تاریک در پس زمینه روشن نمایان می شود. با استفاده از یک دوربین ccd که در فاصله و زاویه مناسبی نسبت به منبع نور لیزر و همچنین قطعه قرار دارد، از پروفیل خطی لیزر روی میلگرد و لبه های میلگرد حاصل از نور پس زمینه تصویربرداری انجام می شود. سپس این تصاویر به کامپیوتر انتقال می یابد و عملیات پردازش تصویر بر اساس الگوریتمی جهت استخراج ویژگی های هندسی خط لیزر روی سطح میلگرد و لبه های میلگرد در قسمت نور پس زمینه از تصاویر انجام می شود. این عملیات شامل پردازش های سطح پائین مثل کاهش نویز و بهبود کنتراست، پردازشهای سطح متوسط مثل بخش بندی جهت توصیف و شناسایی اشیاء و پردازش های سطح بالا مثل تطبیق الگو و لبه یابی برای اندازه گیری ابعادی میلگرد می باشد. کالیبراسیون سیستم اندازه گیری جهت نگاشت مختصات پیکسلی تصاویر به مختصات جهان واقعی و همچنین تصحیح اعوجاج شعاعی و پرسپکتیو تصاویر به روش غیرمستقیم در دو مرحله انجام شده است. برای این منظور، ابتدا نگاشت مختصات تصویر به مختصات جهان واقعی در سطح مبنا انجام شده و سپس با برازش صفحه ای از نقاط صفحه لیزر، زاویه لیزر نسبت به سطح مبنا بدست آمده است. جهت استخراج بعد ارتفاعی قطعه، از تکنیک مثلث بندی استفاده شده است. تمامی مراحل عملیات پردازش تصویر در کتابخانه نرم افزاری labview انجام شده است. در نهایت نتایج پردازش تصویر قطعه و اندازه گیری ابعاد مورد نیاز آن در نرم افزار طراحی شده بدست آمده است که امکان کنترل کیفیت میلگرد و مقایس? ابعاد آن با استانداردهای تعریف شده برای سیستم را امکان پذیر می کند. نتایج اندازه گیری ابعاد میلگرد با روش پیشنهاد شده در این پروژه با نتایج اندازه گیری قطعه بوسیله دستگاه سایه نگار وکولیس دیجیتال مقایسه شده است که تطابق بسیار خوبی را نشان می دهد.