基于图像技术的焊缝跟踪系统算法研究

焊缝跟踪系统是焊接自动化的关键技术,通过对焊缝图像实时采集处理,实现调整焊枪位置准确跟踪焊缝的目的。本文对焊缝图像处理的算法进行了探讨。     

焊缝图像的分形模型

在焊接条件下,用工业摄像机获取的焊缝的实时图像中常含有各种干扰信息,导致传统的图像边缘检测的方法很难准确地检测出焊缝的边缘。为了提高焊缝实时图像处理的准确性,提出了宏观处理与微观检测相结合的思想。分形理论被引入了图像处理,建立了焊缝图像的分形数学模型,对其性质进行了讨论与证明。最后给出了图像综合处理的方法。这种图像处理思想不仅可用于焊接图像处理,对图像处理向智能处理方向发展也有重要的启发意义。     

一种获取焊缝偏差的图像处理方法

对图像进行开窗处理,从背景中分离熔池区域和焊缝区域,基于焊接图像的分析结果以及焊接过程的先验知识,提出了一种获取焊缝偏差的图像处理方法,用于提取焊丝在工件表面投影点的位置以及表达焊缝中心线,并给出了焊缝位置偏差的计算公式.结果表明,所提出方法的整个图像处理时间小于30 ms,适用于对焊接图像的实时处理.     

数学形态学在自动焊接过程熔池图像识别中的应用

报告利用数学形态学对CCD摄取的焊接过程熔池图像后期处理的方法与结果.实验结果表明,通过一定的算法,焊接过程中的熔池图像尺寸,熔池边沿、焊缝位置等焊接参数都可以提取出来,从而为焊缝跟踪提供正确依据.     

一种基于被动视觉的焊缝图像实时获取与处理方法

介绍了一种基于CCD视觉传感器的实时焊缝图像获取与处理方法,针对2 mm铝合金薄板无间隙对接的焊接特点,设计了与之相适应的减光-滤光传感系统,获得了特征明晰的焊缝实时图像,同时确定了一套符合该系统的焊缝图像处理算法,取得了很好的效果,为后续的焊缝跟踪提供了条件.     

视觉系统在窄间隙焊缝自动跟踪的研究

本文论述了一种经济有效的视觉系统的研究及其在窄间隙 TIG 焊接中焊缝自动跟踪的应用。该系统以 IBM-PC AT 为主机带有图像存取扩充板,用 CCD 摄像机摄取电弧区域及焊接坡口的图像,然后把它数字化,化为具有7位(即128级)灰暗度的256×256个像点(成像素),并存入图像存取板。IBM PC 对获得的数字图像进行实时图像处理,应用了寻边及模板耦合两种方法所得到的视觉信息被反馈到焊接控制器进而对焊接过程进行有效的焊缝自动跟踪。     

基于粒子滤波的结构光实时焊缝跟踪技术

针对弧焊中的电弧、飞溅等强光干扰,提出了一种结构光焊缝跟踪实时图像处理技术,研制出焊缝跟踪视觉传感器.首先对焊缝特征区域进行识别和捕获,提取焊缝特征模板,利用焊缝序列图像的相关性对焊缝位置变化进行观测,并对其后验概率进行评价;在此基础上,采用粒子滤波对焊缝实现实时跟踪.结果表明,其相关品配能够有效地消除弧光、飞溅的干扰,其焊缝特征模板的实时更新使得焊缝跟踪能够适应形状变化的焊缝,其特征区域约束和快速相关算法能够有效地提高跟踪的实时性.将所研究的系统在PC104(PIII 1.6 GB)处理平台上,于弧焊接距离传感器20mm且无遮挡情况下进行实验测试,结果发现其跟踪效果良好,每帧处理速度达10 ms,焊缝跟踪精度达0.5 mm.     

基于机器视觉的焊缝图像识别预处理的研究

针对传统的图像处理算法在处理焊缝图像时由于外界环境干扰而导致提取出来的中心线图像出现断续或者偏离实际中心线,从而引起机械臂焊接过程中出现偏差的情况,文中提出基于改进的暗通道先验焊缝图像预处理算法。首先,对每次焊接前的焊接环境进行视觉检测以获取像素灰度变化差值,此后,利用改进暗通道先验理论结合像素灰度差值对焊缝图像进行增强,最后,通过实验完成图像预处理的一系列过程,并将融合了改进暗通道先验理论的图像预处理结果与传统图像预处理结果进行比较。结果表明,该算法能够获得清晰、连续、居中的焊缝中心线,具有更好的处理效果。     

应用于铝合金焊接中的被动视觉获取

摘要： 根据铝合金的特点,提出了铝合金钨极氩弧焊中应用的双窗口被动视觉传感技术,可以清晰地观察到熔池宽度和焊缝间隙等几何参数.通过图像处理技术可以稳定地提取出图像的几何特征,将其作为焊接质量和焊缝跟踪等技术的检测信息,并应用于火箭贮箱的焊接.     

管道焊缝跟踪控制系统

应用Labview软件编制焊缝跟踪系统中运动控制卡的执行程序来实时检测焊缝中心位置,并对处理焊缝图像的工控机、焊缝跟踪系统的传感器和执行器进行了改进,针对焊接时焊缝参数不确定的情况,焊缝跟踪控制系统还采用了模糊推理算法,经过试验证明管道焊缝跟踪控制系统具备良好的灵活性、扩展性、可靠性和实时性。     

基于结构光的螺旋管焊缝自动跟踪系统

针对国内螺旋管焊缝超声波探伤检测设备中尚无可靠实用的焊缝自动跟踪系统这一突出问题,设计并研制了一种基于结构光的螺旋管焊缝自动跟踪系统.系统以激光为主动光源,以CCD摄像头为传感器件,由工控机对获取的焊缝图像采用文中所述算法进行实时处理,得到偏差信号送入伺服电机系统控制执行机构动作,从而实现焊缝自动跟踪.系统实时性好,跟踪精度高,已获得实际应用.     

远程图像监控系统的智能跟踪开发

介绍了基于因特网的远程智能图像跟踪监控系统的原理及实现方法, 针对现有图像监控系统的缺陷, 将图像处理技术应用于远程监控解决方案,通过实例对核心图象智能处理与跟踪模块的开发和实现作了详细的说明.     

基于焊接温度场的焊缝跟踪与熔透控制

研究了从焊接温度场中获取焊缝位置和熔透信息的方法，在此基础上设计了规则自调整模糊控制器，实现了MIG／MAG的焊缝跟踪与熔透控制．该系统已成功应用于螺旋管缝内焊自动跟踪与熔透控制．     

基于背景复杂度分析的智能跟踪器研究

传统基于图像处理的成像目标跟踪系统中,为了提高目标跟踪的可靠性,更多关注的是目标本身的特性,通过分析目标在不同阶段的成像特点,采用相应的算法进行自动提取与跟踪。由于不同目标提取算法在不同复杂程度的背景条件下具有明显的优劣性,实际跟踪过程中需要同时依据目标以及背景两方面的特性才能做出最合理的选择,然而,目前对于影响跟踪的背景特性研究却显得不足。针对这一问题,提出了一种基于结构相似度的背景复杂度判决方法,结合背景复杂度,完成了算法间的自动切换,实现了一个根据目标特性与背景特性的自适应实时多算法跟踪器。仿真测试与外场试验表明,该方法显著提高了对目标跟踪的可靠性。     

运动车辆的多传感融合跟踪

针对单一传感器可靠性低、有效探测范围小的缺点,提出了采用雷达与机器视觉融合来实现路面运动车辆跟踪的新方法.该方法采用动力学模型对车辆运动进行描述,考虑了车体运动与车轮速率、转向角之间的关系,比用线性模型更符合车辆实际行驶时的复杂运动状况.通过基于雷达量测的扩展卡尔曼滤波估计建立视觉窗口,再根据图像灰度信息自适应调整窗口中心位置及尺寸,有效地限制了后继图像处理的工作区域,提高了系统的实时性.新方法采用数据融合技术,充分利用雷达与图像传感的量测信息,改善了对机动目标的状态估计.实验证明,该方法能明显提高路面运动车辆位置和方向角的跟踪精度.     

Path Recognition Algorithm of Tracking Robots Based on Image Sensor

Path recognition is an inevitable core technology in the development of tracking robot. In this paper,the path tracking system of tracking robot can be realized by image sensor module based on camera to obtain lane image information,and then extract the path through visual servo. The whole system can be divided into seven modules: micro control unit( MCU) processor module,image acquisition module,debugging module,motor drive module,servo drive module,speed sensor module,and voltage conversion module.In image pre-processing part,there is an introduction of binarization processing and the median filtering to strengthen the image information. About recognition algorithm,three key variables which are changed in the movement state are discussed and there are also many auxiliary algorithms that help to improve the path recognition.The experiment can verify that the whole system can accurately abstract the black guide lines from the white track and make the robot moving fast and stable by following the road parameters and conditions.     

视觉传感机器人焊缝跟踪系统

利用环形激光扫描传感器,建立了一种用于焊缝定位与焊缝跟踪的孤焊机器人视觉传感系统,基于图像分割、特征提取和三维计算等技术,实现了待焊工件形状位置信息的三维数值计算,并以对接焊缝和斜坡焊缝为对象进行了焊缝定位和焊缝跟踪试验.结果表明,提出的弧焊机器人视觉系统能够实时获得被焊工件的形位信息,实现焊缝的实时定位与跟踪.     

16Mn(HIC)钢硫化物应力腐蚀开裂实验研究

采用恒应变和慢应变速率拉伸实验的方法,研究了16Mn(HIC)和16Mn钢母材、焊缝在H2S环境中应力腐蚀开裂.结果表明:两种材料在酸性H2S介质中均发生穿晶型硫化物应力腐蚀开裂(SSCC);与16Mn钢相比,16Mn(HIC)钢有更好的抗SSCC性能,钢中的C,Mn,P和S的含量降低有利于提高钢的抗SSCC性能.焊缝及热影响区在焊接过程中,产生的粗大魏氏组织、偏析、缩孔和夹杂等缺陷,降低了焊缝的抗SSCC能力.但是,通过焊后热处理可以适当提高焊缝的抗SSCC能力.     

基于视觉的高速公路目标检测与跟踪系统研究

系统地介绍了智能汽车系统中的目标自动检测与识别部分的工作原理，并利用车载计算机的CCD摄像机对图像实时采集。根据图像的结构化路面信息采用数字图像处理技术对2条车道标志线进行检测与提取，并在此基础上进行目标初始定位与实时跟踪，以保证驾驶员在行驶中及时有效地做出判断，提高自主安全行驶的可靠性。     

基于共面标记点的AR跟踪系统

该文讨论基于视觉的、用于AR系统的动态目标实时跟踪系统设计．通过两个摄像头实时跟踪安装在动态目标上的人工标识物，通过图像处理和立体视觉理论获取被跟踪目标物体在空间中的姿态．在跟踪算法中采用了卡尔曼滤波器预测跟踪窗口的运动轨迹，同时利用MPI技术在两台普通性能的计算机上并行执行目标跟踪的程序，实现了低成本的动态跟踪功能．