基于结构光视觉传感的焊缝图像处理研究

以结构光视觉传感焊缝跟踪系统为研究对象,分析了焊缝图像处理在焊缝跟踪过程中的重要性。由于焊接过程中受弧光、飞溅等因素的影响,CCD拍摄的实际焊接图片包含了大量的干扰信息,对图像进行处理是关键环节。其中包括图像分割、图像增强、边缘检测等,讨论了不同方法的处理优势,同时指出图像处理速度对焊接的影响。     

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。     

基于高频加强变换的焊接缺陷检测方法

根据X射线线阵实时成像检测压力容器的特点,提出焊缝图像处理及快速发现焊接缺陷的方法。利用自适应中值滤波方法和类间、类内方差比分割法及数学形态学方法对原始焊缝图像进行降噪和提取焊缝区域,并对提取的焊缝内部进行频域锐化的高频加强变换.仿真结果表明,自适应中值滤波能够有效去除噪声,并保持焊缝和缺陷的边缘细节;类间、类内方差比分割方法增强了图像目标与背景的对比,与数学形态学方法并用能准确地提取焊缝区域;高频加强变换能够为焊缝缺陷提供清晰的视觉效果,从而根据其显示的特点对焊接缺陷进行提取.     

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.     

白线焊缝跟踪系统中的图像处理方法

设计了适合于白线焊缝跟踪系统的图像处理算法,利用同态滤波、二值化等方法实现对采集图像的预处理,运用Hough变换法提取图像的特征边缘,并由此确定边缘位置,通过D/A转换将位置偏差量反馈成电压,控制伺服电机推动探架转动,保证探头实时跟踪焊缝.实验结果表明,该图像处理算法检测效果理想,检测精度达到±1 mm内.     

白线焊缝跟踪系统中的图像处理方法

设计了适合于白线焊缝跟踪系统的图像处理算法,利用同态滤波、二值化等方法实现对采集图像的预处理,运用Hough变换法提取图像的特征边缘,并由此确定边缘位置,通过D/A转换将位置偏差量反馈成电压,控制伺服电机推动探架转动,保证探头实时跟踪焊缝。实验结果表明,该图像处理算法检测效果理想,检测精度达到±1 mm内。     

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.     

基于复合边缘检测算子的焊缝边缘提取方法

根据对焊接过程中采集的图像特征分析,提出了一种基于复合边缘检测算子的焊缝边缘提取方法,即通过Sobel边缘检测算子对焊缝区域进行锁定,然后采用Canny边缘检测算子对焊缝的上下边缘进行精确定位.结果表明,该方法能够有效去除焊接过程中弧光等因素对焊缝提取结果的干扰,得到快速稳定的结果.     

矿岩块度分布图像处理的边缘检测算法

图像边缘检测技术是计算机识别、分析、理解客观事物的基础,是图像处理的重要内容之一.文章阐述了图像边缘检测方法的发展状况,对微分、小波、分形、形态学等图像边缘检测方法进行了归纳、总结、对比,分析讨论了各种方法的优缺点,并指出了人工智能理论与图像边缘检测算法的结合是解决矿岩块度图像分割问题的有效方法.     

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。     

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．     

文本性的盛宴：美国汉学现当代文学研究的亮点和拐点

由于传统焊缝区域检测算法难以准确提取模糊和对比度低的厚钢管焊缝区域,提出一种新的基于鲁棒PCA模型的焊缝区域检测算法,该算法能克服传统方法的不足,并能准确提取焊缝区域.首先,收集一序列X射线图像,并对其进行空域对齐及亮度归一化预处理.其次,计算得到系列图像的背景图像,并将背景图像与待测试X射线图像张成一个观测矩阵.最后,使用鲁棒PCA算法对观测矩阵进行低秩与稀疏分解,测试图像中的不均匀强度及噪声被消除,焊缝区域被凸显出来,通过全局阈值可将焊缝区域较好地分割出来.实验结果表明,该算法能较大地消除厚钢管X射线图像中噪声及不均匀强度分布带来的干扰、同时增强模糊的焊缝边缘及对比度低的区域,相比传统焊缝区域检测算法,具有更高的检测灵敏度(0.952)和精度(0.989),能更好地将模糊和对比度低的焊缝区域完整检测出来.     

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.     

焊缝视觉跟踪模糊控制器的研究

本文设计了一种用于焊缝跟踪的自组织模糊控制器，并与CCD视觉传感及图象信息处理技术相配合，在TIG焊、平板对接条件下，获得了比简单模糊控制器更好的在线跟踪效果，并显示了对焊缝轨迹的变化具有较好的自适应能力。     

耐候钢Q450NQR1深熔GMAW电弧行为

分别采用深熔GMAW和脉冲MAG对耐候钢Q450NQR1进行了焊接试验,焊接过程中采集电流、电压及其对应的电弧图像,观察和分析了电弧形态和焊缝成型,同时基于图像处理考察了深熔GMAW焊接电流和焊接速度对电弧行为、焊缝成型的影响.结果表明:相比脉冲MAG,深熔GMAW电弧能量更集中,热源位置下降,焊缝熔深增加,且焊缝几何对称性较好;随着深熔GMAW焊接电流的增加和焊接速度的降低,电弧面积减小,边缘周长变短,质心位置下降,焊缝熔透深度增加;焊接电流315 A、焊接速度650 mm/min时焊接电弧最为稳定,焊缝成型质量也最好.采用优化的焊接工艺完成了12 mm厚Q450NQR1钢板材的单面焊双面成型,焊缝成型较好,接头各区域无软化和脆化现象.     

高频焊管错边缺陷的图像处理及特征提取

为准确捕捉到高频焊管错边缺陷的图像照片,建立了高频焊管焊缝图像的CCD视觉系统.对错边缺陷的焊缝图像进行了特征分析,使用形态学方法对焊管错边缺陷进行图像处理,提取图像边缘,在此基础上进一步提取了焊缝宽度和亮度信息.研究结果表明:焊缝宽度和焊缝边缘亮度可以作为视觉检测焊缝错边缺陷的重要图像特征,为进一步构建高频焊管焊缝缺陷视觉检测系统提供了基础.在虚拟仪器开发软件LabVIEW环境下,选择比色测温法构建了高频焊管焊接温度控制系统,并进行温控试验.试验结果表明:采样比色测温模式可较好降低烟尘、水汽等因素对测温的影响,提高测温结果的稳定性和精度,在测温稳定准确的基础上,温控系统控温效果良好.     

基于D-S证据理论的金属薄壁罐焊缝缺陷检测

针对薄壁金属制罐焊缝的缺陷类型,提出两种基于机器视觉的焊缝缺陷检测方法,一种是累积灰度值波形分析法,另一种是帧差法。累积灰度值检测方法主要基于统计学原理,对焊缝部分所表现出来的统计学特征进行分析来判断焊缝是否存在缺陷;帧差法主要是根据连续两帧之差来检测是否存在焊缝缺陷。最后,通过使用Dempster-Shafer(D-S)证据理论来减少误判和漏判。实验结果表明,两种检测方法的结合使用,达到了90%以上的准确度。同时,由于算法计算量不高,对于检测的实时性要求也能得到满足。     

图象法焊接缝隙检测的研究

为了实现电弧焊过程的自动对中和焊缝质量控制，必须对焊接缝隙的相对位置和坡口几何参数进行检测。文章介绍了一套自行设计的计算机焊接缝隙检测系统，包括图象采集卡、光学传感器、计算机接口、图象处理软件，分析了它们的基本结构和工作原理。重点讨论了提高光学传感器、图象处理软硬件等抗干扰能力的措施。