【技术实现步骤摘要】
使用侧向光构建光影特征的盖面焊前焊缝检测装置及方法
本专利技术属于焊接自动化领域,特别涉及一种使用侧向光构建光影特征的盖面焊前焊缝检测装置及方法。
技术介绍
盖面焊前焊缝轨迹在线检测在焊接过程实时跟踪等应用场合具有重要意义。目前,结构光方法被广泛应用于焊缝检测领域,然而在盖面焊前焊缝轨迹检测场合,特别在焊缝与母材表面高度差低至1mm甚至更低的场合,焊缝表面的几何结构特征变得十分微弱,结构光光条畸变特征的缺失将导致无法有效准确识别焊缝轨迹。目前,尚未有一种能适用于以上场合的焊缝轨迹检测装置及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对已有技术的不足之处,提出一种使用侧向光构建光影特征的盖面焊前焊缝检测装置及方法,该专利技术旨在解决目前技术存在的过分依赖焊缝宏观几何结构特征、检测精度和适用性受限等问题,以求实现盖面焊前焊缝轨迹自动识别,特别针对焊缝与母材表面高度差低至1mm甚至更低的盖面焊前焊缝轨迹自动检测场合。本专利技术的技术方案如下:一种使用侧向光构建光影特征的盖面焊前焊缝检测装置,其特征在于:包括面光源阵列、成像元件和处理控制单元;所述面光源阵列包含至少两个面光源,所述面光源分别放置在待检测焊缝两侧,同侧的面光源发出的光线投射在另一侧的待检测焊缝与母材的边缘处;所述面光源、待检测焊缝与所述成像元件的相对位置满足:成像元件采集每个面光源的主轴光线经坡口侧壁的镜面反射光,且成像元件不采集每个面光源的主轴光线经母材和待检测焊缝表面的镜面反射光;所述面光源阵列与处理控制单元通过导线相连;所述成像元件与处理控制单元通过导线相连,或通过无线传输方式通讯;所述处理控制单元 ...
【技术保护点】
一种使用侧向光构建光影特征的盖面焊前焊缝检测装置,其特征在于:包括面光源阵列(1)、成像元件(2)和处理控制单元(3);所述面光源阵列(1)包含至少两个面光源,所述面光源分别放置在待检测焊缝(4)两侧,同侧的面光源发出的光线投射在另一侧的待检测焊缝(4)与母材的边缘处;所述面光源、待检测焊缝与所述成像元件(2)的相对位置满足:成像元件(2)采集每个面光源的主轴光线经坡口侧壁的镜面反射光,且成像元件(2)不采集每个面光源的主轴光线经母材和待检测焊缝(4)表面的镜面反射光;所述面光源阵列(1)与处理控制单元通过导线相连;所述成像元件(2)与处理控制单元(3)通过导线相连,或通过无线传输方式通讯;所述处理控制单元(3)处理成像元件(2)采集的图像。
【技术特征摘要】
1.一种使用侧向光构建光影特征的盖面焊前焊缝检测方法,其特征在于,该方法采用的装置包括面光源阵列(1)、成像元件(2)和处理控制单元(3);所述面光源阵列(1)包含至少两个面光源,所述面光源分别放置在待检测焊缝(4)两侧,同侧的面光源发出的光线投射在另一侧的待检测焊缝(4)与母材的边缘处;所述面光源、待检测焊缝与所述成像元件(2)的相对位置满足:成像元件(2)采集每个面光源的主轴光线经坡口侧壁的镜面反射光,且成像元件(2)不采集每个面光源的主轴光线经母材和待检测焊缝(4)表面的镜面反射光;所述面光源阵列(1)与处理控制单元通过导线相连;所述成像元件(2)与处理控制单元(3)通过导线相连,或通过无线传输方式通讯;所述处理控制单元(3)处理成像元件(2)采集的图像;所述方法包括以下步骤:1)将位于待检测焊缝两侧的所有面光源同时点亮,或位于待检测焊缝不同侧的面光源交替点亮;2)所述面光源发出的光线投射在待检测焊缝边缘处,所述处理控制单元控制所述成像元件采集图像,所述成像元件将采集的焊缝表面灰度图像传输至所述处理控制单元,处理控制单元对所述焊缝表面灰度图像进行预处理:a)若将位于待检测焊缝两侧的所有面光源同时点亮,所述处理控制单元控制成像元件在所述面光源阵列点亮时采集焊缝表面灰度图像,记为I(x,y),其中x,y分别是焊缝表面灰度图像的行坐标值和列坐标值,所述成像元件将焊缝表面灰度图像传输至所述处理控制单元;处理控制单元使用阈值分割方法,将所述焊缝表面灰度图像I(x,y)转换为二值图像B(x,y);处理控制单元提取所述二值图像B(x,y)中面积最大的两个连通域,记为R1和R2;b)若位于待检测焊缝不同侧的面光源交替点亮,所述处理控制单元发出触发信号,使成像元件分别在不同侧的面光源点亮时采集焊缝表面灰度图像,分别记为I1(x,y)和I2(x,y),其中x,y分别是焊缝表面灰度图像的行坐标值和列坐标值,所述成像元件将焊缝表面灰度图像传输至所述处理控制单元;处理控制单元使用阈值分割方法,分别将所述焊缝表面灰度图像I1(x,y)和I2(x,y)转换为二值图像B1(x,y)和B2(x,y);所述处理控制单元分别提取所述二值图像B1(x,y)和B2(x,y)中面积最大的连通域,记为R1和R2;3)设连通域R1和R2包含的像素点个数分别为#R1和#R2,连通域R1中的第i个像素点坐标为(x1i,y1i),连通域R2中的第j个像素点坐标为(x2j,y2j),其中#R1和#R2均是正整数,i为大于零且小于或等于#R1的正整数,j为大于零且小于或等于...
【专利技术属性】
技术研发人员:都东,曾锦乐,邹怡蓉,潘际銮,常保华,韩赞东,王力,
申请(专利权)人:清华大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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