不同标定窗口条件下的连续焊接熔池振荡频率检测与分析

提出了一种利用激光视觉原理测量熔池振荡频率的方法.采用高速摄像机采集反映熔池表面振荡变化的图像,并设计图像处理方法以实现振荡频率的提取.为了研究标定窗口大小对熔池振荡频率的影响,提取了不同像素值下的熔池振荡频率,并分析了其对熔池表面振荡及内部金属流动的影响.结果表明:激光视觉测量方法能够精确检测熔池表面各个方向金属的振荡、流动情况;选取部分窗口标定,将会造成熔池振荡信息丢失而无法得到准确的熔池各个方向金属的振荡频率,因此,需将整个激光条纹所在图像区域全部标定.     

旁路耦合电弧MIG焊熔池边缘提取算法

对一种新型高效多弧焊接方法——旁路耦合电弧MIG焊(DE-GMAW)在连续大电流焊接条件下的焊接熔池图像进行被动视觉采集和熔池边缘提取算法研究,为降低熔池周围电弧信号对边缘提取结果的影响,提出一种新的图像预处理算法,并在对比6种微分算子边缘提取结果的基础上,提出一种新的熔池边缘提取算法.结果表明:新的图像预处理算法可以...     

基于组合激光结构光的视觉传感器检测算法及图像处理流程优化

基于激光结构光的视觉传感器广泛应用于焊接领域的坡口检测和焊缝跟踪。该文提出了一种基于组合激光结构光的新型视觉传感器,独特的光路结构设计避免了传感器应用于不同焊接位姿时繁琐的外参数标定,仅依靠传感器内部固有参数(应用前需校准)和焊接坡口图像的特征点坐标值,即可实现焊接坡口参数的在线检测,有效增强了传感器的适应性。通过对不同图像处理算法的改进和合理组合,对图像处理流程进行了优化。动态感兴趣区(region of interest,ROI)区域提取算法可快速寻获有价值的激光线和特征点所在区域,有效提升了后续图像处理速度;顶帽变换与自适应二值化组合,在将激光线灰度值均匀化的同时,实现了激光线与背景图像的有效区分。运用基于LOG(Laplacian of Gaussian)算子的边缘识别算法,可提取出激光线的单像素边缘;采用最小二乘法对所求得的激光中心线离散点进行直线拟合,通过联立直线方程求交点的方式,实现了对焊接坡口特征点图像坐标值的准确识别。借助Visual Studio平台,运用改进的图像处理算法、优化的图像处理流程和检测算法,对特征参数不同的V形焊接坡口进行检测试验,检测误差均在±4%以内,验证了所提出视觉传感器及其检测算法和图像处理流程的合理性和适用性。     

用遗传算法的阈值选取法检测铝合金MIG焊熔池边缘

针对铝合金MIG焊熔池边缘提取问题,建立视觉传感和采集的实验系统,提出基于最大类间方差阀值的遗传算法来提取铝合金MIG焊熔池边缘.介绍系统与算法的结构,同时与基于Sobel算子、Canny算子的熔池边缘提取结果进行对比.结果表明,遗传算法阀值图像分割在熔池图像边缘提取是可行的,通过该算法提取的铝合金MIG焊接熔池边缘清晰,可以有效地克服熔池图像信号中的噪声及阴极雾化区的影响,该方法提供了一种新的焊接熔池边缘实时检测与控制的方法.     

基于熔池尾部图像特征的三明治板激光焊焊偏状态在线检测方法

提出了一种基于熔池尾部图像特征的三明治板激光焊焊偏移状态检测方法,在无外加光源的条件下拍摄熔池尾部图像,利用改进的Snake算法提取熔池尾部边缘图像,计算3个熔池图像特征参数熔池尾部的长度、面积以及熔池在入射激光两侧的面积差.结果表明:3个熔池图像特征参数易于提取计算,且其随入射激光偏移量的改变而变化明显;随着偏移量增大,由于腹板外侧可熔化金属量及熔池流动状态的影响,使得熔池尾部的长度及面积呈下降的变化趋势,入射激光两侧的熔池面积差逐渐增大;3个熔池图像特征参数可用于三明治板激光焊焊偏状态的在线检测.     

双旁路耦合电弧GMAW熔池图像边缘提取算法

为了研究在双旁路耦合电弧气体保护电弧焊(DB-GMAW)方法下的铝合金焊接过程,通过被动视觉检测系统对焊接过程中的熔池图像进行了采集.介绍了该焊接方法的原理和系统组成,对所得焊接熔池图像进行了Roberts、Sobel、Prewitt、LOG、Canny、ZeroCross 6种微分算子的边缘提取和结果对比.结果表明:由于旁路电弧的分流作用使得通过母材的电流大幅减小,显著降低了熔池区电弧的亮度,从而降低了熔池图像采集和处理的难度;比较6种微分算子对熔池图像边缘提取的结果,Canny算子可以得到连续性、完整性和准确性均符合控制要求的熔池边缘结果,为实现该种焊接方法的过程控制奠定了基础.     

基于激光扫描的焊缝成形尺寸测量

提出了一种基于激光扫描获取焊缝成形尺寸的视觉测量方法.搭建了一套焊缝表面成形视觉成像系统并进行系统标定;实时采集投射激光条纹的焊缝视觉图像,采用中值滤波、二值化分割、骨络化和形态学图像处理方法实现了图像中线激光条纹的提取和细化;以细化的条纹图像为信息源来表征焊缝成形轮廓,并建立了焊缝宽度和焊缝长度的检测算法.实测结果表明,所提出的激光条纹辅助视觉测量方法能够实现焊缝成形尺寸的非接触自动测量,测定的焊缝宽度及焊缝长度可以满足焊缝成形表征的需求.     

基于形态学的元件图像边缘检测算法

元件图像的边缘检测是数控贴片机视觉定位系统的重要组成部分,其检测的精度与速度直接影响识别和定位的精度与速度。文中在分析元件引脚图像灰度特性的基础上,通过运用顶帽变换、边界提取等形态学的方法,提出一种精度高、实时性好的边缘检测算法。与传统和现代边缘检测算法进行实验对比,该算法检测出的元件引脚边缘在连续性和滤除孤立噪声点方面具有显著的优点。     

铝合金交流钨极氩弧焊熔池图像传感方法

为了采用图像处理与模式识别的方法对铝合金的焊接质量进行智能控制,必须获取铝合金焊接熔池的清晰图像,然后提取焊接熔池的信息.在对铝合金焊接光谱分析的基础上,以焊接电弧光中的连续光谱作为光源,采用宽带滤波方法设计的全新的光学图像传感器,利用普通工业CCD摄像机获得了画面清晰、质量稳定的铝合金焊接熔池区域图像.针对所获得的铝合金焊接熔池图像中干扰分配的不均衡性,采用新型分区滤波图像预处理算法,得到了铝合金焊接熔池的理想特征参数.该算法具有抗干扰强、速度快的特点,对提高铝合金的焊接质量具有重要意义.     

钨极惰性气体保护焊熔池三维自由表面特征参数的激光视觉测量

摘要： 针对现有的钨极惰性气体保护焊熔池三维自由表面测量方法难以应用于强弧光、高温辐射、液态金属表面镜面反射等问题,提出一种激光视觉测量法. 利用小功率点或线阵模式结构激光照射覆盖整个熔池表面,采用高速摄像机实时采集经熔池液态金属表面反射畸变的激光图像.设计图像处理算法提取成像激光点位置坐标,建立与投射激光点位置坐标的空间转换数学模型,离线获得熔池三维自由表面的几何特征参数值,对比实测凝固熔池表面对应参数值发现,所提取的几何特征参数值与实测值吻合较好,熔宽、长度和凸度误差分别为0.8%、0.6%和4.7%,证明激光视觉法能够实现熔池自由表面三维信息的动态测量,为采用几何特征参数调整熔池自由表面形貌变化控制焊缝成形及缺陷提供一种新方法.     

基于机器视觉的薄带铸轧熔池液位识别方法

为解决薄带铸轧熔池液位难检测的问题,研发机器视觉识别熔池钢水液位的方法.利用线阵CCD下熔池钢水与铸轧辊灰度值有明显差别的图像特征,建立熔池液位的机器视觉检测系统.利用所选线阵相机采集图像速度快的特性,提出基于时间建立熔池液位图像原型的方法,建立了以滤波处理、二值化处理和边界识别为核心的熔池液位视觉识别模型.使用建立的系统和模型在实验室铸轧机和感应加热炉上进行了测试实验,结果表明:所建的熔池液位视觉检测系统和识别方法具备可行性,具有较高的检测精度和较快的检测速度,能够满足工业生产需要.     

焊缝图像边缘线提取的一种有效算法

基于机器视觉智能焊接自动化,提出了一种有效的焊缝识别算法.通过对图像进行滤波、图像锐化、二值化增强,以及针对二值化后的图像以形态学滤波方法进一步滤除图像中的孤点噪声等方式,采用Roberts边缘算子提取出焊缝图像的边缘,并利用骨架运算提取.在预处理和检测时都使用感兴趣区域.结果表明,该算法具有良好的实时性、可靠性和鲁棒性.     

基于数学形态学的焊接熔池图像边缘提取技术研究

针对在数学形态学熔池图像边缘提取时二值化过程中边缘信息严重丢失的问题,提出一种改善方案:使用局部自适应方法进行二值化,然后通过中值滤波、建立连通区域并搜索填充得到最终二值化后的图像;选择合适形状和尺寸的结构元素,用4种数字形态学基本运算组合的边缘检测算子对二值化后的图像进行边缘检测。仿真结果表明,该方法可以很好地保留熔池边缘信息,并能提取出更加准确的焊接熔池图像边缘。     

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.     

压路机钢轮压实边缘的检测与提取

针对压路机特有的非结构化工作场景且较为固定的工作轨迹,采用视觉处理算法提取压路机钢轮的碾压痕迹.首先对碾压区域的RGB图像进行灰度化处理,并通过预处理算法消除随机噪声;其次通过比较Roberts、Sobel、Prewitt、Canny、Kirsch等边缘检测算子,选取检测效果最好的算子;最后采用Hough变换进行碾压痕迹线段提取.结果表明,Canny、Kirsch算子的边缘检测结果更为清晰,但经过Hough变换后,采用Kirsch算子提取到的直线误差最小.结合Kirsch算子和Hough变换的方法能准确提取钢轮碾压痕迹边缘信息,同时保证准确性和实时性,为压路机实现自动行驶提供了重要的视觉信息.     

变极性等离子弧穿孔立焊双面图像处理与特征提取

摘要： 针对变极性等离子弧穿孔立焊的双面图像进行特征信号提取,提出了一种适应性强的图像处理算法来获取焊接参数.开发了基于组合部件模型匹配和边缘窗口线性扫描的组合算法,并通过筛选法则提取特征信号,实现对焊接双面特征的有效提取.结果表明,所提出的方法能获得可靠的正面熔池及背面小孔的几何特征信息,为视觉多信号融合提供基础.     

基于顶帽变换和Otsu的图像分割方法研究

为了克服直接使用最大类间方差法(Otsu)的图像分割方法不能对具有亮度不均匀背景的图像进行准确分割的不足,提出了一种基于数学形态学中的顶帽变换和最大类间方差法(Otsu)的图像分割方法。首先从数学形态学出发,详细阐述了灰度形态学的基本运算(腐蚀、膨胀、开、闭运算),引申出可以消除图像不均匀背景的顶帽变换法;然后介绍Otsu图像分割算法的具体步骤。最后以MATLAB7.0为实验平台,将顶帽变换和Otsu两种算法结合起来对图像进行分割算法仿真实验。理论分析和仿真实验结果表明,本文提出的方法可以实现快速、准确地分割。     

汽车轮毂内部缺陷的自动分割

汽车轮毂的内部缺陷需要用X射线无损探伤的方式来检测,其中X光图像上缺陷的自动分割是整个检测过程的关键。提出一种基于数学形态学重建运算的图像分割方案,选定结构元素后先对原始图像进行顶帽变换得到模板图像,再对原始图像进行顶帽重建变换得到标记图像,通过标记图像去重建模板图像,最后对重建结果进行二值化处理,得到轮毂缺陷的最终分割结果。实验结果表明,提出的技术方案切实可行,能准确提取轮毂的缺陷区域。     

铜包铝线材TIG焊熔池宽度的最佳检测与控制

文章针对铜包铝线材TIG焊焊接速度快、所采用的铜板很薄、熔池宽度很小的特点,设计了一种采用视觉传感器在近弧区对熔池进行取像的熔池宽度实时检测与控制系统.采用CCD视觉传感器在焊接方向钨极的后方采集焊接熔池图像;利用视频处理电路对视频信号进行处理,获得熔池边缘信息;依此信息采用改进的模糊控制器对弧焊电源的电流进行快速控制,从而实现对熔池宽度的控制;实验结果表明,该系统的熔宽偏差、检测误差能够很好地满足生产要求.     

焊接熔池信息图像检测和处理

文章建立了一个近红外CCD熔池动态信息的图像检测系统,用于PTIG焊熔池视觉信息的检测。应用窄带滤光技术成功地解决了强弧光干扰,在获取清晰的焊接熔池区图像的基础上,研究了焊缝熔池几何尺寸的边缘检出方法,获得了满意的熔池边缘特征图像,为智能化高质量焊接提供了技术基础。