一种基于机器视觉的深水钻井隔水管自动对接位姿检测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于机器视觉的隔水管自动对接位姿检测方法，针对隔水管自动对接安装中钻井隔水管、注水端装置、封堵端装置三者位姿的识别，以及引导自由度调节系统完成位姿调节所需的对接安装偏差的计算，以隔水管与注水端装置之间的对接安装为例，提出一种基于机器视觉的隔水管自动对接位姿检测方法。该方法可帮助实现隔水管检测检验过程中隔水管对接安装的自动化，提高隔水管检测检验效率，减少操作人员劳动强度，提高隔水管检验检测的安全性。

A method of automatic butt joint position detection for deepwater drilling riser based on machine vision

The invention relates to an automatic docking pose riser detection method based on machine vision, automatic docking installation for riser drilling riser, identification of water injection end device, plugging end device three pose, and calculate the degree of freedom control system to complete the docking guide position and attitude adjusting required installation deviation, by docking between the riser and the water injection end installation as an example, this paper presents an automatic detection method of docking pose Riser Based on machine vision. This method can help achieve the riser test automation test process septum pipe butt installation, improve riser inspection efficiency, reduce labor intensity, improve the safety of the riser inspection.

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的深水钻井隔水管自动对接位姿检测方法
本专利技术涉及一种基于机器视觉的隔水管自动对接位姿检测方法，具体涉及钻井隔水管检验检测过程中钻井隔水管、注水端装置和封堵端装置三者位姿的检测，以及引导自由度调节系统完成注水端装置和封堵端装置上封堵法兰位姿调节所需的对接安装偏差的计算，属于机器视觉领域。
技术介绍
由于世界各国对石油需求的不断增加，因此人们开始对深水和超深水油田进行勘探和开发，其中钻井隔水管是海上石油勘探开发的重要工具，其安全性能至关重要。因此钻井隔水管在投入到海上进行石油勘探前，都必须将其安装到隔水管检验检测装置上对其组件的六根压力管子进行内压强度和密封性能检测试验。隔水管检验检测装置用于完成钻井隔水管产品出厂前的内压强度和密封性能检测，整个装置能同时对隔水管组件的六根压力管子进行试验，该装置包括注水端装置、封堵端装置和循环用水系统，注水端装置和封堵端装置包括底座和封堵法兰以及自由度调节系统，自由度调节系统安装在底座上，封堵法兰安装在自由度调节系统上并通过自由度调节系统调节空间位置，自由度调节系统由X轴旋转机构、Y轴平移机构、Y轴旋转机构、Z轴平移机构以及Z轴旋转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于机器视觉的深海钻井隔水管自动对接位姿检测方法，其特征在于：依次包含位姿检测部分和对接安装偏差检测部分，所述的位姿检测部分为钻井隔水管与注水端装置的位姿，位姿一共包含两个变量：一个是定位坐标，即能够表示钻井隔水管与注水端装置空间位置的物理坐标点，另一个是方位，即钻井隔水管、注水端装置法兰端面的角度；所述的对接安装偏差检测部分包含三种类型：一种是平行度偏差，即钻井隔水管法兰端面与注水端装置法兰端面之间的平行角度偏差；另一种是错中偏差，即在钻井隔水管法兰端面与注水端装置法兰端面相互平行的情况下，两法兰端面轴心不重合所引起的偏差；还有一种是角度偏差，即在钻井隔水管法兰端面与注水端装置法兰端面平...

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的深海钻井隔水管自动对接位姿检测方法，其特征在于：依次包含位姿检测部分和对接安装偏差检测部分，所述的位姿检测部分为钻井隔水管与注水端装置的位姿，位姿一共包含两个变量：一个是定位坐标，即能够表示钻井隔水管与注水端装置空间位置的物理坐标点，另一个是方位，即钻井隔水管、注水端装置法兰端面的角度；所述的对接安装偏差检测部分包含三种类型：一种是平行度偏差，即钻井隔水管法兰端面与注水端装置法兰端面之间的平行角度偏差；另一种是错中偏差，即在钻井隔水管法兰端面与注水端装置法兰端面相互平行的情况下，两法兰端面轴心不重合所引起的偏差；还有一种是角度偏差，即在钻井隔水管法兰端面与注水端装置法兰端面平行且轴心重合的情况下，因两法兰端面的方位不同而引起的偏差;具体步骤如下:位姿检测部分包括以下步骤：图像预处理：对摄像机采集到的钻井隔水管法兰端面图像和注水端装置法兰端面图像进行降噪和分割，主要操作为使用中值滤波算法进行降噪，使用亚像素阈值分割算法对法兰端面上的特征圆进行分割；图像特征提取：图像特征提取的主要目标是从上述分割出的钻井隔水管法兰端面和注水端装置法兰端面边缘中提取出同心圆以及周向圆的圆弧，主要操作为使用圆弧的圆度和轮廓长度特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘桂华，王玉玫，张华，楚红雨，康含玉，吴倩，牛乾，王静强，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51