一种适用于窄间隙MAG堆焊熔池图像的多特征提取方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于窄间隙MAG堆焊熔池图像的多特征提取方法，具体为：从熔池特征角度出发，搭建了合适的熔池图像采集平台，先设置感兴趣区域，再通过OTSU阈值分割法的特性粗分割出熔池的明、暗区，再按照不同区域采取不同的图像特征提取方法，最后根据窄间隙MAG堆焊场景下重新定义了熔池特征并准确提取，实现了熔池特征的自动提取。本发明专利技术，有效的提高了图像处理算法的并行性，保证了熔池特征提取的实时性。的实时性。的实时性。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于窄间隙MAG堆焊熔池图像的多特征提取方法


[0001]本专利技术属于智能焊接领域，涉及熔池图像处理，尤其涉及一种适用于窄间隙MAG堆焊熔池图像的多特征提取方法。

技术介绍

[0002]随着智能制造的发展，焊接机器人由于其高精度、可重复性等优势逐渐取代了手工焊接，而手工焊接熔池监测中采用的“眼
‑
脑
‑
手”的质量控制方式难以满足自动化焊接实时性和闭环控制的要求。
[0003]近些年，随着计算机视觉的发展，建立有效的熔池图像处理策略也逐渐成为焊中熔池监测的研究重点。熔池图像通过滤波系统在采集系统感光元件上成像，转换为电信号通过总线传输给工业计算机，计算机处理过程即为熔池图像处理。熔池图像处理包含图像采集、图像增强、图像分割、图像特征定义和提取等步骤，质量控制单元再根据特征数据来对焊接质量进行控制，因此熔池图像处理是焊接质量控制的前提。
[0004]随着熔池监测方法研究的深入，研究人员结合不同工艺中熔池的特点建立合理的图像处理策略用于焊中质量预测，取得了一定的成果和进展。专利“基于视觉清晰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于窄间隙MAG堆焊熔池图像的多特征提取方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1：安装设备和调试设备；将CMOS工业相机安装上镜头和滤光系统，沿焊接方向同轴装配在焊接机器人末端执行器上，与焊枪位姿保持相对静止，采用设置工业相机与焊接平面呈40度夹角，斜向下指向熔池，与熔池中心距离20cm，通过工业计算机将相机曝光时间设置为150μs，曝光补偿设置为10dB；步骤2：采集熔池图像；设置窄间隙MAG堆焊焊材进行焊接实验，同时工业计算机控制采集系统开启，此时采集熔池图像通过总线传输到工业计算机中；步骤3：图像分析及方法设计；S3.1：特征定义；定义熔池宽度W为最左侧点到最右侧点的平行距离，熔池长度L为最顶侧点到最底侧点的垂直距离，长宽比β为上述两要素的比值，拖尾角α为最左侧点、最右侧点与最底侧点所形成三角形的顶点；S3.2：图像平滑与增强；首先，设置感兴趣区域R；其次，对图像采取高斯滤波；最后，继续对区域R采取开操作；S3.3：明暗分区和熔池头部轮廓提取；首先，采用OTSU自适应阈值分割法获得最佳分割阈值阈值T1，采用面积过滤器滤除掉噪声，此时得到经过阈值T1分割出的头部区域R0；其次，将头部区R0的最低点所在的水平线作为明暗分区的依据，将区域R分为亮区R0和暗区R1，最佳分割阈值T1作为CANNY算法中非极大值抑制中的高阈值T
H
，低阈值T
L
为高阈值T
H
的一半；最后，将CANNY算法中提取的轮廓经长度过滤器提取到最大长度对应轮廓L1；S3.4：熔池尾部轮廓提取；首先，将步骤S3.3明暗分区后的暗区R1进行单次OTSU分割得到熔池尾部轮廓；其次，通过面积滤波器得到面积最大的两部分区域，分别拟合两部分的轮廓L2和L3；最后，将L2和L3通过位置关系映射到区域R1上；S3.5：轮廓点合并及拟合；将得到的熔池轮廓L1、L2和L3，组合起来形成新的轮廓集合L，采用最小垂直矩形拟合方法获得轮廓的外矩形轮廓L
r
，其长宽分别为l、ω；S3.6：特征提取；首先，通过步骤S3.1的特征定义，结合步骤S3.5得到的L和L
r
，熔池宽度ω和长度l分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞晨，唐启超，孙永奎，马磊，王清沂，金宇荣，聂甫恒，徐健，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：