焊缝定位及尺寸计算方法、装置、存储介质及电子设备制造方法及图纸

本申请涉及一种焊缝定位及尺寸计算方法、装置、存储介质及电子设备，其中方法包括：通过所述激光投影仪和所述彩色相机获取各已焊接区域的整体三维点云数据，并通过所述彩色相机获取各所述已焊接区域的整体彩色图像；从所述整体彩色图像中提取感兴趣区域对应的目标图像，所述感兴趣区域为对应的已焊接区域中的目标焊缝的感兴趣区域；按照预设规则从所述目标图像中提取所述目标焊缝的定位区域图像；从所述目标焊缝对应的整体三维点云数据中提取所述定位区域图像对应的目标三维点云数据，并对所述目标三维点云数据进行点云主成分分析，得到所述目标焊缝的焊缝尺寸。本申请具有提升焊缝尺寸检测结果的准确性的效果。缝尺寸检测结果的准确性的效果。缝尺寸检测结果的准确性的效果。

【技术实现步骤摘要】
焊缝定位及尺寸计算方法、装置、存储介质及电子设备


[0001]本申请涉及焊缝尺寸计算
，具体涉及一种焊缝定位及尺寸计算方法、装置、存储介质及电子设备。

技术介绍

[0002]焊缝（welded seam）是利用焊接热源的高温，将焊条和接缝处的金属熔化连接而成的缝。焊缝金属冷却后，即将两个焊件焊接成整体。而焊接则是以加热、高温或高压的方式接合金属的工艺技术。随着钢筋材料在道路、建筑、桥梁等国民基础设施建筑领域的广泛应用，钢筋之间的连接需求也是日益增加，并且钢筋的主要连接方式为焊接，焊接后的焊缝质量决定着钢筋连接的质量，也决定着钢筋连接得到的钢筋框架的性能，更决定着整个建筑工程的安全性和稳定性。
[0003]其中，钢筋的焊缝尺寸是判断焊缝质量的重要标准，因此，焊缝尺寸的计算成为判断焊缝质量过程中的重要一环。现有的主要是通过人工手持检测对焊缝尺寸进行测量，导致焊缝尺寸的检测结果准确性较低。

技术实现思路

[0004]为了提升焊缝尺寸的检测结果的准确性，本申请提供一种焊缝定位及尺寸计算方法、装置、存储介质及电子设备。
[0005]在本申请的第一方面提供了一种焊缝定位及尺寸计算方法，应用于三维激光扫描仪，所述三维激光扫描仪内设置有彩色相机和激光投影仪，具体包括：通过所述激光投影仪和所述彩色相机获取各已焊接区域的整体三维点云数据，并通过所述彩色相机获取各所述已焊接区域的整体彩色图像；从所述整体彩色图像中提取感兴趣区域对应的目标图像，所述感兴趣区域为对应的已焊接区域中的目标焊缝的感兴趣区域；按照预设规则从所述目标图像中提取所述目标焊缝的定位区域图像；从所述已焊接区域的整体三维点云数据中提取所述定位区域图像对应的目标三维点云数据，并对所述目标三维点云数据进行点云主成分分析，得到所述目标焊缝的焊缝尺寸。
[0006]通过采用上述技术方案，获取到多个已焊接区域的整体三维点云数据和整体彩色图像后，确定每个已焊接区域中的目标焊缝的感兴趣区域，并从此已焊接区域的整体彩色图像中提取此感兴趣区域对应的目标图像，方便对进一步分析感兴趣区域，有助于目标焊缝的定位。接着排除各种噪点干扰，从目标图像中准确提取出目标焊缝的定位区域图像，最后根据彩色相机与激光投影仪之间的相互转换关系，从此已焊接区域对应的整体三维点云数据中提取定位区域图像的像素对应的目标三维点云数据，对目标三维点云数据进行点云主成分分析，最终确定目标焊缝的焊缝尺寸，无需人工进行进行检测，从而提升焊缝尺寸的检测结果的准确性。
[0007]可选的，所述从所述整体彩色图像中提取感兴趣区域对应的目标图像，具体包括：获取所述目标焊缝对应的目标最小视场，所述目标最小视场为所述目标焊缝被所述三维激光扫描仪完整扫描所需的最小视场；分别选取所述目标最小视场的X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的最大值和最小值，得到所述目标焊缝对应的目标极值坐标，所述目标极值坐标覆盖所述目标焊缝；从所述整体彩色图像中截取所述目标极值坐标内的图像，得到感兴趣区域对应的目标图像。
[0008]通过采用上述技术方案，确定目标焊缝的目标最小视场，使得三维激光扫描仪在此目标最小视场中能完整扫描此目标焊缝，接着根据坐标大小，分别选择目标最小视场X轴方向、Y轴方向、Z轴方向上坐标值的最大值和最小值，得到目标焊缝的目标极值坐标囊括的范围包含目标焊缝，同时还能尽量缩小目标焊缝的定位区域。最后从整体彩色图像中按照目标极值坐标所囊括的范围截取图像，最终确定感兴趣区域对应的目标图像，从而方便后续根据目标图像进一步精准对目标焊缝进行定位。
[0009]可选的，所述按照预设规则从所述目标图像中提取所述目标焊缝的定位区域图像，具体包括：对所述目标图像进行图像分割、灰度化、二值化、膨胀处理以及轮廓提取，得到所述目标焊缝对应的最大轮廓；基于所述最大轮廓，从所述目标图像中提取所述目标焊缝的定位区域图像。
[0010]通过采用上述技术方案，目标图像确定后，对目标图像分别进行图像分割和二值化处理，可以较好地目标焊缝中的噪点。进行灰度化处理，可以降低目标图像的所占内存，提高运算速度。接着进行轮廓提取，得到目标焊缝对应的最大轮廓，即，目标焊缝的精确轮廓。最后根据确定的最大轮廓，从目标图像中提取（截取）此最大轮廓对应的定位区域图像，从而实现对目标焊缝在整体彩色图像中的精准定位。
[0011]可选的，所述对所述目标图像进行图像分割、灰度化、二值化、膨胀处理以及轮廓提取，得到所述目标焊缝对应的最大轮廓，具体包括：通过预设的图像分割算法对所述目标图像进行图像分割，得到多个分割图像；对各所述分割图像均依次进行灰度化、二值化、膨胀处理以及轮廓提取，得到多个轮廓；计算各所述轮廓的周长，并将周长最大的轮廓确定为所述目标焊缝对应的最大轮廓。
[0012]通过采用上述技术方案，通过图像分割算法将目标图像分割为多个分割图像，接着对每个分割图像均依次进行灰度化、二值化、膨胀处理，得到多个处理后的分割图像，进一步地，再对多个处理后的分割图像分别进行轮廓提取，得到多个轮廓，最后舍弃周长较小的轮廓，因为周长较小的轮廓可能为图像噪点，选取周长最大的轮廓作为目标焊缝的最大轮廓，从而得到目标焊缝较为精准的轮廓。
[0013]可选的，所述从所述目标焊缝对应的整体三维点云数据中提取所述定位区域图像对应的目标三维点云数据，并对所述目标三维点云数据进行点云主成分分析，得到所述目标焊缝的焊缝尺寸，具体包括：获取所述彩色相机对应的第一坐标系和所述激光投影仪对应的第二坐标系之间
的坐标转换矩阵；根据所述坐标转换矩阵，将所述目标焊缝的定位区域图像从所述第一坐标系转换至第二坐标系，得到所述定位区域图像的目标位置信息，所述目标位置信息为所述定位区域图像相较于所述整体彩色图像的相对位置关系；根据所述目标位置信息，从所述目标焊缝对应的整体三维点云数据中提取所述定位区域图像对应的目标三维点云数据；对所述目标三维点云数据进行点云主成分分析，得到所述目标焊缝的焊缝尺寸。
[0014]通过采用上述技术方案，目标焊缝的定位区域图像确定后，由于定位区域图像处于第一坐标系中，第二坐标系位于三维空间内。因此，根据第一坐标系与第二坐标系的坐标转换矩阵，将定位区域图像从第一坐标系转换到第二坐标系中，得到定位区域图像的目标位置信息。接着根据此目标位置信息从整体三维点云数据中筛选对应的目标三维点云数据，即通过三维空间内的相对位置关系筛选目标三维点云数据。最后对目标三维点云数据进行点云主成分分析，最终确定目标焊缝准确性较高的焊缝尺寸。
[0015]可选的，所述对所述目标三维点云数据进行点云主成分分析，得到所述目标焊缝的焊缝尺寸，具体包括：通过预设的主成分分析法对所述目标三维点云数据进行分析，得到所述目标焊缝的焊缝尺寸。
[0016]通过采用上述技术方案，主成分分析法不仅能较好地减少目标三维点云数据中的冗余信息，还能去除目标三维点云数据中的噪声，提高其准确性和可靠性，最终使得计算焊缝尺寸准确性更高。
[0017]可选的，所述通过所述激光投影仪和所述彩色相机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊缝定位及尺寸计算方法，其特征在于，应用于三维激光扫描仪，所述三维激光扫描仪内设置有彩色相机和激光投影仪，所述方法包括：通过所述激光投影仪和所述彩色相机获取各已焊接区域的整体三维点云数据，并通过所述彩色相机获取各所述已焊接区域的整体彩色图像；从所述整体彩色图像中提取感兴趣区域对应的目标图像，所述感兴趣区域为对应的已焊接区域中的目标焊缝的感兴趣区域；按照预设规则从所述目标图像中提取所述目标焊缝的定位区域图像；从所述目标焊缝对应的整体三维点云数据中提取所述定位区域图像对应的目标三维点云数据，并对所述目标三维点云数据进行点云主成分分析，得到所述目标焊缝的焊缝尺寸。2.根据权利要求1所述的焊缝定位及尺寸计算方法，其特征在于，所述从所述整体彩色图像中提取感兴趣区域对应的目标图像，具体包括：获取所述目标焊缝对应的目标最小视场，所述目标最小视场为所述目标焊缝被所述三维激光扫描仪完整扫描所需的最小视场；分别选取所述目标最小视场的X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的最大值和最小值，得到所述目标焊缝对应的目标极值坐标，所述目标极值坐标覆盖所述目标焊缝；从所述整体彩色图像中截取所述目标极值坐标内的图像，得到感兴趣区域对应的目标图像。3.根据权利要求1所述的焊缝定位及尺寸计算方法，其特征在于，所述按照预设规则从所述目标图像中提取所述目标焊缝的定位区域图像，具体包括：对所述目标图像进行图像分割、灰度化、二值化、膨胀处理以及轮廓提取，得到所述目标焊缝对应的最大轮廓；基于所述最大轮廓，从所述目标图像中提取所述目标焊缝的定位区域图像。4.根据权利要求3所述的焊缝定位及尺寸计算方法，其特征在于，所述对所述目标图像进行图像分割、灰度化、二值化、膨胀处理以及轮廓提取，得到所述目标焊缝对应的最大轮廓，具体包括：通过预设的图像分割算法对所述目标图像进行图像分割，得到多个分割图像；对各所述分割图像均依次进行灰度化、二值化、膨胀处理以及轮廓提取，得到多个轮廓；计算各所述轮廓的周长，并将周长最大的轮廓确定为所述目标焊缝对应的最大轮廓。5.根据权利要求1所述的焊缝定位及尺寸计算方法，其特征在于，所述从所述目标焊缝对应的整体三维点云数据中提取所述定位区域图像对应的目标三维点云数据，并对所述目标三维点云数据进行点云主成分分析，得到所述目标焊缝的焊缝尺寸，具体包括：获取所述彩色相机对应的第一坐标系和所述激光投影仪对应的第二坐标系之间的坐标转换矩阵；根据所述坐标转换矩阵，将所述目标焊缝的定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：马良，陈晓明，袁山山，王丽，贾宝荣，黄羲凌，周峰，徐彬，罗海燕，徐怡华，周锋，李冀清，刘伟，申泽新，
申请(专利权)人：上海市激光技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：