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异形管道内跨模式全景深成像方法与装置 被引量:1

Method and device for cross-mode full depth of field imaging in an irregular pipe
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摘要 异形管道在特种行业中具有极为重要的作用,对其内表面细微缺陷进行检测时所面临的空间小、径向尺寸变化自由等结构特征,使得传统管道内成像检测方式面临着因连续成像景深尺度变化大而造成的失焦问题,影响系统的高分辨力成像。针对这一问题,提出了跨模式全景深成像方法:通过融合成像表面深度数据与成像系统参数数据,自适应的决策当前的聚焦模式,并输出相应的合焦面深度集合。研制了具备深度感知的跨模式成像装置,并针对异形管道内壁细纹特征进行了成像实验。实验结果表明:本成像装置能够自适应的获取单聚焦图像或叠焦序列图像;对叠焦序列图像进行小波多聚焦融合,可获取全景深图像;所获取的全景深图像能够在40~1000 mm内分辨出0.5 mm宽微小细纹。本成像方法及装置能够为异型管道等场景内的缺陷检测及损伤分析提供可靠的图像支撑。 Irregular pipes play an extremely important role in special industries.The detection of subtle defects on their inner surface faces structural characteristics,such as small space and free change of radial size,which makes the traditional in-pipeline imaging detection method has the problem of out-of-focus caused by the large change of depth of field scale when imaging in succession,and affects the system′s high-resolution imaging.To solve this problem,a method for the cross-mode full depth of field imaging is proposed,which is by focusing the imaging surface depth data and imaging system parameter data.The current focus mode is determined adaptively,and the corresponding aggregate of the focal plane depth data will be output.A radial cross-mode imaging device with a depth-sensing function is developed,and an imaging experiment is implemented for the features of fine lines in the inner wall of an irregular pipe.Results show that the designed imaging device can obtain the single focus image or fold focal sequence images adaptively,a multi-focus fusion operation in the wavelet domain is performed on the stacked sequence images to obtain the full depth of field image,and the obtained full depth of field image can distinguish tiny fine lines with a width of 0.5 mm under the condition of a 40~1000 mm depth span.The method and device can provide reliable image support for defect detection and damage analysis of irregular pipes and other similar scenes.
作者 王爽杰 邢强 王周义 徐海黎 戴振东 Wang Shuangjie;Xing Qiang;Wang Zhouyi;Xu Haili;Dai Zhendong(School of Mechanical Engineering,Nantong University,Nantong 226019,China;College of Mechanical and Electrical Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,China;Shenzhen Research Institute,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Shenzhen 518063,China)
出处 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期54-64,共11页 Chinese Journal of Scientific Instrument
基金 军委基础加强计划(2019-JCJQ-ZD-356) 江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX21_3080) 深圳基础研究专项(自然科学基金)(JCY20210324122812033)资助
关键词 异形管道 全景深 跨模式 自由曲面 多聚焦融合 irregular pipe full depth of field cross-mode imaging free-form surface multi-focus fusion
作者简介 王爽杰,2018年于江苏科技大学获得学士学位,现为南通大学硕士研究生,主要研究方向为视觉感知与检测。E-mail:wsj864863@163.com;通信作者:邢强,2007年于南京航空航天大学获得学士学位,2010年于南京航空航天大学获得硕士学位,2014年于南京航空航天大学获得博士学位,现为南通大学副教授,主要研究方向为仿生视觉感知与智能系统研究。E-mail:meexq@ntu.edu.cn;王周义,2005年于江南大学获得学士学位,2009年于南京航空航天大学获得硕士学位,2015年于南京航空航天大学获得博士学位,现为南京航空航天大学副研究员,主要研究方向为运动力学和仿生黏附。E-mail:wzyxml@nuaa.edu.cn
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参考文献21

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