【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机视觉检测及测量，具体地说，涉及一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的方法。
技术介绍
1、作为我国的能源供应行业之一，石油的开采效率直接关系到国内能源危机的缓解问题。我国是石油资源大国，由于传统的石油钻井技术存在一系列的弊端，制约石油资源的有效开采。
2、随着国内油气田钻井管柱自动化装备的配套应用，有效减轻了现场工人的劳动强度，施工安全性显著提高，但在钻井管柱装配过程中，需要人工判断管柱的倾斜状态及安装位置，存在效率低和准确性差等问题。
3、针对现有技术的问题，本专利技术提供了一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的方法。
技术实现思路
1、为解决现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的方法，所述方法包含：
2、s1、采集得到钻井管柱的图像数据，提取所述图像数据中管柱和接箍所在区域，标记为感兴趣区域；
3、s2、检测所述感兴趣区域中管柱和接箍的边缘，生成管柱和接箍的轮廓信息，以得到管柱和接箍的像素坐标信息；
4、s3、将所述像素坐标信息转换为世界坐标系下的实际尺寸信息，以得到管柱和接箍的位置信息。
5、根据本专利技术的一个实施例，在步骤s1中，包含以下步骤：
6、将所述图像数据划分为训练集以及待检测集；
7、对所述训练集进行标签标注，得到标签集，并将所述训练集以及所述标签集送入目标检测算法网络模型中进行训练；
8、利用训练好的目
9、根据本专利技术的一个实施例，在步骤s1中，包含以下步骤：
10、基于所述目标检测算法网络模型，结合预测框交并比判别机制，对所述待检测集中管柱和接箍进行自动识别和定位，提取管柱和接箍所在区域。
11、根据本专利技术的一个实施例，在步骤s1中，包含以下步骤：
12、对所述待检测集中管柱和接箍进行自动识别和定位时，将所有预测框的置信度进行降序排序；
13、从排序中选出置信度最高的预测框，标记为正确预测，并计算与其它预测框的交并比；
14、根据计算得到的交并比与设定的参考阈值做比较来消除冗余框，剩下的预测框重复比较过程，直到所有预测框都完成检测。
15、根据本专利技术的一个实施例，在步骤s2中，包含以下步骤：
16、对所述感兴趣区域进行定位并进行灰度化处理得到灰度图像，在灰度图像的基础上进行滤波操作去除噪声干扰，得到去噪图像。
17、根据本专利技术的一个实施例，在步骤s2中，包含以下步骤：
18、对所述去噪图像进行阈值分割操作得到二值化图像，对二值化图像做闭运算操作，去除图像内部多余的小孔，得到闭运算图像。
19、根据本专利技术的一个实施例，在步骤s2中，包含以下步骤：
20、基于所述闭运算图像，利用边缘检测算子来检测管柱和接箍的边缘信息，查找并生成管柱和接箍的所有轮廓信息；
21、针对所有轮廓信息，按轮廓中心所在位置从左到右进行排序操作，利用极点函数得到每个轮廓最左端、最右端、最上端和最下端的坐标信息；
22、在所有轮廓信息中，选取最左边轮廓的最右点和最右边轮廓的最左点，将这两个点连线的中点作为接箍的中点坐标，并计算得到所述中点坐标到地面参考位置的像素坐标信息。
23、根据本专利技术的一个实施例，在步骤s3中，包含以下步骤：
24、利用标定算法对采集得到所述图像数据的采集设备进行标定，得到所述采集设备的内外参数以及畸变参数；
25、基于所述内外参数以及所述畸变参数，将所述像素坐标信息转换为世界坐标系下的实际尺寸信息，以得到管柱和接箍的位置信息。
26、根据本专利技术的一个实施例，在步骤s3中，包含以下步骤：
27、使用棋盘格标定板，在预设环境下，使用所述采集设备采集得到标定板图像，对所述标定板图像进行滤波去噪预处理后，导入所述标定算法。
28、根据本专利技术的一个实施例，在步骤s3中，所述标定算法包含：
29、设置寻找亚像素点的相关参数、停止准则的最大循环次数和最大误差容限、棋盘格的长和宽；
30、将世界坐标系建在棋盘格标定板上，所有点的z坐标全部设为0，赋值x和y，同时存储3d点和2d点的坐标信息；
31、利用棋盘格角点查找函数获取棋盘格标定板上各个角点的位置信息；
32、每一张标定板图像在原角点的基础上，利用亚像素点检测函数寻找亚像素角点信息来增加标定的准确度；
33、使用标定函数得到所述采集设备的内参数矩阵、畸变参数、旋转向量以及平移向量。
34、根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种存储介质，其包含用于执行如上任一项所述的方法步骤的一系列指令。
35、根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的装置，执行如上任一项所述的方法，所述装置包含：
36、工业相机，其用于采集得到钻井管柱的所述图像数据；
37、区域提取模块，其与所述工业相机连接，用于提取所述图像数据中管柱和接箍所在区域，标记为感兴趣区域；
38、轮廓确定模块，其与所述区域提取模块连接，用于检测所述感兴趣区域中管柱和接箍的边缘，生成管柱和接箍的轮廓信息，以得到管柱和接箍的像素坐标信息；
39、坐标转换模块，其与所述轮廓确定模块连接，用于将所述像素坐标信息转换为世界坐标系下的实际尺寸信息，以得到管柱和接箍的位置信息。
40、本专利技术提供的一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的方法，基于深度学习算法的目标检测算法网络模型来获取局部图像作为感兴趣区域，目标检测算法网络模型具有极高的目标定位精度，同时具有较强的环境适应性。本专利技术仅需对检测出的感兴趣区域进行处理，可以大幅度减小算法的计算量，降低算法参数调整规则，提高检测速度。本专利技术可以利用机器视觉代替人眼进行测量判断，智能识别管柱和接箍的状态及位置，优化装备运行轨迹，整个测量方案可行性高，测量精准，适用性高，有助于从根本上提高自动化、智能化水平，具有良好的实用性和安全效益。
41、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
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1.一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的方法，其特征在于，所述方法包含：
2.如权利要求1所述的一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的方法，其特征在于，在步骤S1中，包含以下步骤：
3.如权利要求2所述的一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的方法，其特征在于，在步骤S1中，包含以下步骤：
4.如权利要求3所述的一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的方法，其特征在于，在步骤S1中，包含以下步骤：
5.如权利要求1-4中任一项所述的一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的方法，其特征在于，在步骤S2中，包含以下步骤：
6.如权利要求5所述的一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的方法，其特征在于，在步骤S2中，包含以下步骤：
7.如权利要求6所述的一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的方法，其特征在于，在步骤S2中，包含以下步骤：
8.如权利要求1-7中任一项所述的一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的方法，其特征在于，在步骤S3中，包含以下步骤：
9.如权利要求8所述的一种用于钻井管柱及接
10.如权利要求9所述的一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的方法，其特征在于，在步骤S3中，所述标定算法包含：
11.一种存储介质，其特征在于，其包含用于执行如权利要求1-10中任一项所述的方法步骤的一系列指令。
12.一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的装置，其特征在于，执行如权利要求1-10中任一项所述的方法，所述装置包含：
...【技术特征摘要】
1.一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的方法，其特征在于，所述方法包含：
2.如权利要求1所述的一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的方法，其特征在于，在步骤s1中，包含以下步骤：
3.如权利要求2所述的一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的方法，其特征在于，在步骤s1中，包含以下步骤：
4.如权利要求3所述的一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的方法，其特征在于，在步骤s1中，包含以下步骤：
5.如权利要求1-4中任一项所述的一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的方法，其特征在于，在步骤s2中，包含以下步骤：
6.如权利要求5所述的一种用于钻井管柱及接箍视觉定位和测量的方法，其特征在于，在步骤s2中，包含以下步骤：
7.如权利要求6...
【专利技术属性】
技术研发人员：裴学良，李进付，高煜，付广萌，孟祥卿，曲刚，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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