一种基于逐层缩进策略的新型焊缝中心线提取方法技术

本发明专利技术公开了一种基于逐层缩进策略的新型焊缝中心线提取方法，包括：获取焊缝的含有深度信息的RGB图像，进行二值化处理；建立基准平面坐标系；获取焊缝区域内焊缝轮廓边缘的坐标，并且根据该坐标绘制焊缝轮廓，获得根轮廓图像；以根焊缝轮廓为基准，多次向内收缩d个欧式距离，获得绘制有多个子焊缝轮廓的图像；在基准平面坐标系基础上，找到所有子焊缝轮廓的最大值和最小值；由内向外依次使用直线连接每个焊缝轮廓的上顶点，同时使用直线由内向外依次连接每个焊缝轮廓的下顶点；最后，将多个子焊缝轮廓中最内部的子焊缝轮廓的上顶点和下顶点进行连线，得到一条焊缝中心线。得到一条焊缝中心线。得到一条焊缝中心线。

【技术实现步骤摘要】
一种基于逐层缩进策略的新型焊缝中心线提取方法


[0001]本专利技术涉及焊缝中心线提取
，特别是涉及一种基于逐层缩进策略的新型焊缝中心线提取方法。

技术介绍

[0002]焊接技术被誉为“工业裁缝”，被广泛应用到汽车、航空航天、海工等众多领域。传统的手工焊接方式早已不能满足现代企业的焊接要求，因此自动化焊接成为主流应用技术。而焊缝中心线的提取是自动化焊接过程中至关重要的基础技术。焊缝中心线提取工作的精度直接决定了焊缝识别的成功率和焊接效率，且对提高焊接质量有着重要意义。
[0003]焊缝跟踪过程中产生的弧光、烟雾以及飞溅会影响采集图像的质量，很大程度上会干扰焊缝中心线的识别准确度。获取焊缝中心线的位置是保证焊缝定位精度的重要因素，焊缝中心线提取也是传感器开发过程中的关键技术之一。
[0004]目前，在焊缝中心线的识别和定位工作中采用较多的是激光中心线提取方法。由于激光结构光三维重建的局限性，主要采用边缘检测和拟合的方式，这种方法适合没有噪声干扰的情况下对激光中心线进行提取。采用阈值分割的方式提取激光条纹，这种方法当出现较大弧光干涉时，提取的激光条纹区域将包括弧光区域，导致激光中心线提取失败。这些方法都无法适应大噪声干扰的情况。
[0005]飞行时间测距最早应用在超声测距仪上，其原理为：向被测物体发射可调制的红外光线，经接收端接收，通过分析发射光线与接收光线的相位差和时间差，从而获得待测物体的深度信息。再结合传统摄像头的拍摄，能够得到物体的三维信息。随着精密电子技术和微电子工艺的发展，解决了ToF摄像头分辨率低、噪点多、对时间测量的精度要求高等问题后，基于高性能光电子的飞行测距法在各领域得到了广泛的应用，如体感游戏、无人驾驶、环境建模等领域。通过查阅大量文献资料得知，基于ToF和逐层缩进策略的焊缝中心线识别技术研究尚属国内空白。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于逐层缩进策略的新型焊缝中心线提取方法，用以解决
技术介绍
中提及的技术问题，该方法能够提高焊缝中心线提取的准确率以及焊缝识别的效率。
[0007]为了实现以上目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0008]一种基于逐层缩进策略的新型焊缝中心线提取方法，包括如下步骤：
[0009]步骤S1、获取焊缝的含有深度信息的RGB图像，再对该RGB图像进行二值化处理，得到二值焊缝图；
[0010]步骤S2、将步骤S1中获取的二值焊缝图逆时针旋转90度，以其左下角顶点为原点，建立基准平面坐标系；
[0011]步骤S3、根据步骤S2建立的基准平面坐标系，获取焊缝区域内焊缝轮廓边缘的坐
标，并且根据该坐标绘制焊缝轮廓，该焊缝轮廓定义为根焊缝轮廓，获得根轮廓图像P0；
[0012]步骤S4、在步骤S3中得到的根轮廓图像P0上，以所述根焊缝轮廓为基准，多次向内收缩d个欧式距离，每收缩一次，即创建一次子焊缝轮廓，获得绘制有多个子焊缝轮廓的图像；
[0013]步骤S5、根据步骤S4中得到的绘制了多个子焊缝轮廓的图像，并且在所述基准平面坐标系基础上，找到所有子焊缝轮廓在y坐标轴方向上的最大值和最小值，并且找到与之对应的x坐标轴上最大值和最小值；
[0014]步骤S6、由内向外依次使用直线连接每个焊缝轮廓的上顶点，所述上顶点为最大值坐标点，同时使用直线由内向外依次连接每个焊缝轮廓的下顶点，所述下顶点为最小值坐标点；
[0015]最后，将所述多个子焊缝轮廓中最内部的子焊缝轮廓的上顶点和下顶点进行连线，得到一条焊缝中心线。
[0016]进一步的，所述步骤S1具体包括：
[0017]步骤S101、通过基于ToF技术的摄像头拍摄焊缝区域，获取焊缝区域的且含有深度信息的RGB图像；
[0018]步骤S102、通过中值滤波技术过滤过该RGB图像的图像噪点，得到处理后的RGB图像；
[0019]步骤S103、读取处理后的RGB图像上像素对应的颜色表示的深度数值信息，并对该处理后的RGB图像进行二值化处理，得到二值焊缝图。
[0020]进一步的，在所述步骤S103中，在进行二值化处理处理时，深度信息的阈值设置为128。
[0021]进一步的，在所述步骤S2中，所述建立基准平面坐标系具体包括：读取所述二值焊缝图的黑色部分的轮廓，得到轮廓边缘坐标矩阵，在该矩阵中，每一行为一对坐标值(x,y)，第一列对应x坐标值，第二列对应y坐标值。
[0022]进一步的，在所述步骤S4中，欧式距离d的表达式为：
[0023][0024]其中，k表示为向内收缩的次数，i为1到n之间的任意整数，n为根焊缝轮廓的坐标对的总数，x
i
、y
i
分别表示根焊缝轮廓上第i个坐标对应的横坐标值、纵坐标值；x
j
、y
j
分别表示根焊缝轮廓上第j个坐标对应的横坐标值、纵坐标值。
[0025]进一步的，k的取值为7。
[0026]本专利技术的有益效果是：
[0027]本专利技术由ToF摄像头采集包含深度信息的RGB焊缝图像，有效减少毛刺和噪声影响；不同于RGB或者灰度图像，可以避免焊件表面污物、划痕和阴影对焊缝轮廓识别的影响，可以提高焊缝中心线提取的准确率；与传统焊缝识别方法相比，需要更少的步骤就能得到二值化焊缝图像；得到焊缝中心线的同时也可获得其对应的深度信息，更便于后续焊缝精确定位的实现。
附图说明
[0028]图1为实施例1中提供的一种基于逐层缩进策略的新型焊缝中心线提取方法的流程示意图。
[0029]图2为实施例1中提供的二值焊缝图的示意图。
[0030]图3为实施例1中提供的根轮廓图像P0的示意图。
[0031]图4为实施例1中提供的往内缩了一个子焊缝轮廓后的示意图。
[0032]图5为实施例1中提供的绘制了根焊缝轮廓和其他焊缝轮廓的示意图。
[0033]图6为实施例1中提供的焊缝中心线的示意图。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]实施例1
[0036]参见图1
‑
图6，本实施提供一种基于逐层缩进策略的新型焊缝中心线提取方法，具体包括如下步骤：
[0037]一种基于逐层缩进策略的新型焊缝中心线提取方法，包括如下步骤：
[0038]步骤S1、获取焊缝的含有深度信息的RGB图像，再对该RGB图像进行二值化处理，得到二值焊缝图；
[0039]具体的说，在本实施例中，步骤S1具体包括：
[0040]步骤S101、通过基于ToF技术的摄像头拍摄焊缝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于逐层缩进策略的新型焊缝中心线提取方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、获取焊缝的含有深度信息的RGB图像，再对该RGB图像进行二值化处理，得到二值焊缝图；步骤S2、将步骤S1中获取的二值焊缝图逆时针旋转90度，以其左下角顶点为原点，建立基准平面坐标系；步骤S3、根据步骤S2建立的基准平面坐标系，获取焊缝区域内焊缝轮廓边缘的坐标，并且根据该坐标绘制焊缝轮廓，该焊缝轮廓定义为根焊缝轮廓，获得根轮廓图像P0；步骤S4、在步骤S3中得到的根轮廓图像P0上，以所述根焊缝轮廓为基准，多次向内收缩d个欧式距离，每收缩一次，即创建一次子焊缝轮廓，获得绘制有多个子焊缝轮廓的图像；步骤S5、根据步骤S4中得到的绘制了多个子焊缝轮廓的图像，并且在所述基准平面坐标系基础上，找到所有子焊缝轮廓在y坐标轴方向上的最大值和最小值，并且找到与之对应的x坐标轴上最大值和最小值；步骤S6、由内向外依次使用直线连接每个焊缝轮廓的上顶点，所述上顶点为最大值坐标点，同时使用直线由内向外依次连接每个焊缝轮廓的下顶点，所述下顶点为最小值坐标点；最后，将所述多个子焊缝轮廓中最内部的子焊缝轮廓的上顶点和下顶点进行连线，得到一条焊缝中心线。2.根据权利要求1所述的一种基于逐层缩进策略的新型焊缝中心线提取方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：步骤S101、通过基于ToF技术的摄像头拍摄焊缝区域，获取焊缝区域的且含有深度信息的RGB图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：商亮亮，李佩齐，泮佳俊，张帆，张浩，刘腾，傅怀梁，华亮，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：