Automatizované optické měření osových odchylek kovových trubek malého průměru

Abstract

Táto diplomová práca sa zaoberá vývojom a overením bezkontaktného optického sys- tému na meranie lokálnych osových odchýlok vnútornej steny kovových rúrok s malým priemerom do 10 mm. Navrhnutý systém používa snímanie obrazov medzikružia medzi vnútornou stenou rúrky a referenčným diskom, pričom na spracovanie obrazu sú apliko- vané pokročilé metódy počítačového videnia. Boli testované viaceré algoritmy na detekciu stredov kružníc (KHT, MOK+MVK, Taubinova a Levenberg-Marquardtova metóda), z ktorých sa ako najpresnejšie javili metódy založené na subpixlovej detekcii hrán s ná- sledným filtrovaním kružníc. Boli identifikované zdroje neistôt merania a analyzované vybrané neistoty merania osových odchýlok. Súčasťou práce bolo aj vytvorenie nástroja na generovanie syntetických dát s definovanými osovými odchýlkami, čo umožnilo overiť funkčnosť navrhnutého postupu merania osových odchýlok. Výsledky práce naznačujú, že vyvinutá metóda má potenciál na presné automatizované meranie vnútorných osových odchýlok rúrok v technicky náročných podmienkach.

This diploma thesis focuses on the development and verification of a non-contact optical system for measuring local axial deviations of the inner wall of metallic tubes with a small diameter up to 10 mm. The proposed system uses imaging of the annular region between the inner tube wall and a reference disk, with advanced computer vision methods applied for image processing. Several algorithms for detecting circle centers were tested (Hough Circle Transform, Minimum Enclosing and Maximum Inscribed Circles, Taubin’s method, and the Levenberg-Marquardt method), among which the most accurate were those based on subpixel edge detection followed by circle filtering. Sources of measurement uncertainty were identified, and selected uncertainties in axial deviation measurements were analyzed. The thesis also includes the development of a tool for generating synthetic data with predefined axial deviations, enabling verification of the functionality of the proposed axial deviation measurement procedure. The results suggest that the developed method has the potential for precise automated measurement of internal axial deviations of tubes under technically demanding conditions.