【技术实现步骤摘要】
一种激光辅助定位下的V型焊缝图像特征点提取方法及提取系统
本专利技术涉及视觉伺服焊接
,具体是一种激光辅助定位下的V型焊缝图像特征点提取方法及提取系统。
技术介绍
焊接是工业生产活动中的一种重要加工手段,通过高温或高压的方式使得工件和焊料熔化成熔池,在冷却凝固后形成材料间的连接。人工焊接的劳动条件恶劣,劳动强度较大,并且工件的焊接质量无法保障。现代制造业对焊接技术提出了更高生产效率、更高焊接质量和更低人力成本的要求,自主跟踪焊接技术很好地满足了这些要求。焊缝定位技术是实现自主跟踪焊接的关键技术,焊缝定位技术可以实时获得焊缝与焊枪的位置偏差,从而实现焊枪运动的位置闭环控制。自主跟踪焊接系统采用激光视觉传感器来定位焊缝的位置。激光视觉传感器具有非接触、精度高等优点,可以实时获取焊缝位置。在实际焊接过程中,受到光照不均匀和飞屑等影响,激光视觉传感器采集到的激光焊缝图像存在噪声和干扰。这些因素给焊缝定位带来了较大的困难。
技术实现思路
为解决上述问题,本专利技术提供一种激光辅助定位下的V型焊缝图像特征点提取方法及提取系统,通过图像预处理来改善图像质量,在得到预处理图像后,从图像中提取激光焊缝的特征点,从而定位焊缝位置。该方法具有一定的抗干扰能力,能够准确定位焊缝位置、定位精度高。本专利技术采用的技术方案是:一种激光辅助定位下的V型焊缝图像特征点提取方法,包括以下步骤:S1、激光焊缝图像采集:通过图像采集模块采集激光焊缝图像;S2、双边滤波去除噪声:利用 ...
【技术保护点】
1.一种激光辅助定位下的V型焊缝图像特征点提取方法,其特征在于,包括以下步骤:/nS1、激光焊缝图像采集:通过图像采集模块采集激光焊缝图像;/nS2、双边滤波去除噪声:利用双边滤波模板对采集到的激光焊缝图像进行滤波处理得到去噪图像;/nS3、灰度直方图均衡处理:将去噪图像的灰度直方图进行均衡处理得到灰度直方图均衡图像;/nS4、基于密度峰聚类的二值图像分割:将灰度直方图均衡图像进行基于密度峰聚类的二值图像分割从而得到激光焊缝的二值分割图像;/nS5、形态学开运算:对激光焊缝的二值分割图像进行形态学开运算处理;/nS6、激光像素骨架抽取:将开运算处理后的激光焊缝二值分割图像进行迭代处理,不断缩小连通区域的边界,得到单像素宽度的激光骨架;/nS7、基于曲率分析的特征点提取:在单像素宽度的激光骨架中,首先找到激光焊缝的首尾特征点,然后按照从头到尾的方向计算激光像素的曲率,将曲率极值点作为激光焊缝的特征点,从而定位焊缝位置。/n
【技术特征摘要】
1.一种激光辅助定位下的V型焊缝图像特征点提取方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、激光焊缝图像采集:通过图像采集模块采集激光焊缝图像;
S2、双边滤波去除噪声:利用双边滤波模板对采集到的激光焊缝图像进行滤波处理得到去噪图像;
S3、灰度直方图均衡处理:将去噪图像的灰度直方图进行均衡处理得到灰度直方图均衡图像;
S4、基于密度峰聚类的二值图像分割:将灰度直方图均衡图像进行基于密度峰聚类的二值图像分割从而得到激光焊缝的二值分割图像;
S5、形态学开运算:对激光焊缝的二值分割图像进行形态学开运算处理;
S6、激光像素骨架抽取:将开运算处理后的激光焊缝二值分割图像进行迭代处理,不断缩小连通区域的边界,得到单像素宽度的激光骨架;
S7、基于曲率分析的特征点提取:在单像素宽度的激光骨架中,首先找到激光焊缝的首尾特征点,然后按照从头到尾的方向计算激光像素的曲率,将曲率极值点作为激光焊缝的特征点,从而定位焊缝位置。
2.根据权利要求1所述的一种激光辅助定位下的V型焊缝图像特征点提取方法,其特征在于,所述步骤S1中,图像采集模块包括工业CCD摄像机、激光发射器和图像采集卡,所述激光发射器倾斜照射焊缝表面,所述工业CCD摄像机垂直接收激光焊缝图像,通过图像采集卡将激光焊缝图像信号采集到工控机中进行处理。
3.根据权利要求1所述的一种激光辅助定位下的V型焊缝图像特征点提取方法,其特征在于,所述步骤S2中,采用非线性的双边滤波方法,保存激光焊缝图像的边缘细节,同时去除图像中的噪声。
4.根据权利要求1所述的一种激光辅助定位下的V型焊缝图像特征点提取方法,其特征在于,所述步骤S3中,根据去噪图像的像素灰度值与灰度直方图均衡图像灰度值的映射关系,得到灰度值映射关系后,将去噪图像的所有像素灰度值根据映射关系替换为新的灰度值,得到灰度直方图均衡图像。
5.根据权利要求1所述的一种激光辅助定位下的V型焊缝图像特征点提取方法,其特征在于,所述步骤S4中,通过统计灰度直方图均衡图像中所有像素的灰度值和每个灰度值的像素数来计算灰度的密度和更高密度最小距离;将密度和更高密度最小距离乘积作为优先级来确定灰度直方图均衡图像中的焊接母材像素和激光像素对应的灰度值;遍历灰度直方图均衡图像中所有像素,计算该像素对应的灰度值与焊接母材像素对应的灰度值的差值的绝对值,计算该像素对应的灰度值与激光像素对应的灰度值的差值的绝对值,从而得到激光焊缝的二值分割图像。
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【专利技术属性】
技术研发人员:邓少平,肖熙,陈启芳,赖明波,万慧,邓卫华,胡建冬,张龙,
申请(专利权)人:江西洪都航空工业集团有限责任公司,
类型:发明
国别省市:江西;36
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