基于视觉传感的焊缝中心检测技术研究

通过视觉传感器获取焊缝图像，采用多种去噪技术对焊缝图像中的噪声进行滤波试验。针对焯缝图像中的干扰噪声特性，对各种滤波方法进行了分析和比较，并对滤波效果较好的焊缝图像进行边缘检测计算。提出3种识别焊缝特征的组合图像处理方法，并研究提取焊缝中心特征信息的效果和精度。试验结果表明，对焊缝图像采用Wiener滤波与Robert边缘检测算法能较好地提取焊缝中心位置的特征信息。     

结构光视觉焊缝跟踪传感器光学系统的研究

研究了结构光视觉焊缝跟踪传感器光学系统的设计和制造方法，开发出一套结构光视觉焊缝跟踪传感器。当光学系统批量生产时，首先要逐一测定激光器的波长，然后配套定做干涉滤光片。实验表明，该传感器可以有效除干拢，获得信噪比高的焊缝图像。     

基于视觉图像质心的焊缝跟踪新技术

从基于图像质心的焊缝跟踪技术出发，通过对图像质心公式的深入研究，根据图像灰度与视觉传感器响应电压值的关系、响应电压值与检测部位的发射率及光谱辐射强度等关系，从理论上得出质心与焊缝中心的关系模型，论证了图像质心与焊缝中心存在相关性，并通过大量试验证明了关系模型的准确性。     

灰度形态学在焊缝图像处理中的应用

寻求一种快速、有效的焊缝图像处理方法，是基于视觉传感的焊缝跟踪系统的关键技术之一。在分析灰度形态学膨胀、腐蚀、开和闭四种基本运算对图像的处理效果的基础上，将灰度形态学引入焊缝图像处理中。研究一种焊缝图像处理新方法，根据视觉传感器获取的焊缝图像的形态特征，选择合适的结构元素，对焊缝图像进行多种形态学运算，提取出焊缝、检测出焊缝边缘和焊缝中心位置，作为焊缝跟踪系统的控制量。试验结果表明，该方法效果良好，完全满足焊缝跟踪系统实时性要求，能有效地提高焊缝跟踪精度。     

焊接理论/一般问题

建立了一种基于熔池图像质心的焊缝位置测量模型，通过视觉传感器获取焊接区熔池图像，选择熔池前端为处理区域，对该区域进行中值滤波与图像灰度变换，并计算该区域的熔池图像质心值及相对应的焊缝偏差。在不同的焊接条件下，[第一段]     

焊缝辨识六维接触力阈值标定技术

焊缝辨识是遥控焊接前提条件之一，以往焊缝辨识主要以图像传感方面研究内容较多，从力觉角度研究焊缝辨识内容较少。由于在六维力传感器前端装有探针，六维力传感器随着焊接机器人进行空间运动，探针的重量对力传感器六维力产生影响，影响焊缝辨识，为此在x—z，y—z平面内，不与焊缝接触时，测试六维力空间变化值，从而确定空间变化六维力盲区。焊缝辨识时六维力传感器与焊缝接触，需要确定引导焊缝辨识六维接触力阈值。并在上述力传感器焊缝辨识六维接触力标定技术的基础上，进行焊缝辨识效率试验。结果表明，力觉焊缝辨识较手工焊缝辨识效率提高60％左右，为快速、准确的焊缝辨识提供条件。     

微间隙焊缝磁光图像磁荷理论建模检测分析

对于激光焊接要求的微间隙焊缝(≤0.1 mm),可采用磁光传感器进行检测跟踪。利用磁荷理论建模,在外加直流磁场对焊件焊缝磁化的情况下,研究焊缝表面所产生漏磁场分布特征,并利用磁光传感器把焊缝近表面磁场分布特征转换为对应的磁光图像。 通过对焊缝近表面磁场分布特征和其对应磁光图像焊缝过渡带特征进行了对比分析研究,确定焊件微间隙焊缝磁光图像焊缝过渡带中心,对应实际焊件焊缝中心。研究结果表明,该模型能有效地解释焊缝磁光图焊缝信息,为采用焊缝磁光图进行焊缝跟踪识别提供了合理的理论依据。     

激光跟踪式无导轨焊接机器人及其焊缝位置识别系统研究

介绍了激光跟踪式无导轨焊接机器人及其焊缝位置识别系统.该系统集成了光纤式激光焊缝跟踪传感器,采用以高性能DSP为核心单元的图像处理系统对激光焊缝图像进行图像处理,识别出焊缝中心位置.详细阐述了基于DSP-DM642的焊缝中心位置识别算法,通过实验确定处理一幅焊缝图像的时间为200ms,能够满足实时焊缝跟踪的要求.     

焊接机器人轨迹跟踪研究现状

各类传感器和智能控制方法极大促进了机器人在焊缝跟踪中的应用,不仅提高了焊缝跟踪的精度,同时提高了焊接效率和保证了焊接质量。简述了机器人焊缝跟踪系统的结构,详述了焊缝跟踪过程中各类传感器的工作原理及其特点;阐述了图像处理技术在机器人焊缝轨迹跟踪过程中的研究进展,并对图像的预处理、图像分割与边缘检测和特征提取等研究方法进行了分析。最后,总结了智能控制方法在焊缝跟踪中研究进展及不同形状的焊缝跟踪情况。     

基于结构光视觉传感器的弧焊机器人视觉检测方法及试验结果分析

针对自动焊接机器人焊缝精确检测的问题,研究了基于结构光视觉传感器的视觉检测方法,对结构光视觉传感器实时采集图像进行理论分析,经过焊缝图像预处理、图像边缘检测和轮廓提取等处理过程,运用最小二乘法对焊缝边缘拟合,通过求平均值的方法提取结构光条纹的中心直线,找到数字图像中焊缝的位置,最后利用机器人手眼标定焊缝的位置,并进行焊缝跟踪。结合试验,验证了该视觉检测方法检测精度较好,能够满足实际的工作要求。     

熔池图像质心算法的焊缝位置测量模型

建立了一种基于熔池图像质心的焊缝位置测量模型,通过视觉传感器获取焊接区熔池图像,选择熔池前端为处理区域,对该区域进行中值滤波与图像灰度变换,并计算该区域的熔池图像质心值及相对应的焊缝偏差.在不同的焊接条件下,获取多组熔池图像及对应的样本数据,应用最小二乘法建立熔池图像质心与焊缝偏差之间的关系,得到基于熔池图像质心的焊缝位置测量数学表达式.在此基础上,通过分析比较各数学表达式之间的关系,建立焊缝位置测量数学模型.计算机仿真及焊接工艺试验结果表明,该模型可有效地检测焊缝位置.     

基于OpenCV的焊缝图像边缘检测方法

焊缝边缘是焊缝图像的最主要特征,选用适当的边缘检测算子得到准确的焊缝信息是焊缝图像的关键步骤.选用Canny算子,提出了一种基于OpenCV的焊缝图像边缘检测方法.将开放源代码的OpenCV作为开发焊缝图像边缘检测程序的基础函数库,开发焊缝图像边缘检测程序,从而解决了焊缝图像边缘检测程序开发周期长、效率低的缺点.     

激光视觉水下焊缝图像处理与特征提取

自动化、智能化是水下焊接的发展方向,水下焊缝位置的实时传感与检测是其中的关键技术之一,激光视觉传感是一种很有前景的检测方法.阐述了激光视觉水下焊缝图像在不同水质环境下干扰噪声的特点,探讨了V形焊接坡口的水下焊缝图像预处理方法,研究了M ean Sh ift算法在水下焊缝图像分割中的应用,以及直线Hough变换提取水下焊...     

基于Canny算子的焊缝图像边缘提取技术

焊缝边缘是焊缝图像的最主要特征,选用适当的边缘检测算子得到准确的焊缝信息是焊缝图像处理的关键步骤.选用并研究Canny算子来提取焊缝的边缘特征,详尽地叙述Canny算子的基本原理和算法实现过程.最后为了验证Canny边缘检测算子的效果,分别用Canny、Kirsch、Prewitt、Robert、Sobel和Gauss-Laplace算子对焊缝图像进行边缘检测试验,根据边缘处理结果和焊缝中心坐标图像,得出Canny边缘检测算子是边缘检测的一种十分有效的方法,适合于视觉传感的焊缝跟踪图像处理过程.     

用于微焊缝宽度测量的射线检测图像边缘处理方法

为了精确测量射线检测图像中微焊缝的宽度,结合焊缝图像及检测工装的特点,采用软硬件结合的方法,提出了一种通过图像切割、膨胀以及确定起点的激光定位双边界同步跟踪的边缘检测方法,得到了精确的焊缝边缘信息,为准确测量焊缝宽度提供了依据。实际的图像处理结果证明了所用方法的有效性。     

基于Fourier拟合曲面的X射线焊缝缺陷检测

针对在强噪声、低对比度及复杂背景特征下X射线焊缝图像的缺陷检测问题,提出了去噪处理、焊缝边缘分割及缺陷检测的方法.用快速离散Curvelet变换和循环平移相结合的方法,对焊缝图像进行滤波去噪,同时对图像列灰度曲线用最大类间方差法提取焊缝区域.在图像预处理后,采用三阶Fourier曲线对图像列灰度曲线进行拟合并扩展到三维空间,构造出自适应阈值面,最后利用原图像与构造曲面三维灰度图的灰度值差异,准确分割背景与缺陷区域.结果表明,与传统缺陷检测算法相比,该方法能准确提取出焊缝缺陷,漏检率和误判率低,准确率可达95%.     

基于Canny边缘检测算子和去除小物体算法的熔池图像处理

采用基于Canny边缘检测算子和形态学去除小物体算法提出了一种新的熔池图像处理算法．首先对熔池的图像所具有的一些特性进行分析，然后对图像分别做中值滤波，二值化，边缘检测，和去除小物体处理。实验结果表明，该方法能够比较有效地得出熔池图像的边缘。     

脉冲GTAW焊接区视觉图象传感系统

设计了一套用于焊缝成形质量控制的脉冲GTAW焊接区图象传感系统,可同时同幅获得熔池正前方、正后方和背面等三个角度的图象。复合滤光技术配合低的取像电流,有效地克服了弧光的影响,所获得的图象清晰度高、对比性强、信息丰富,为深入研究脉冲GTAW的动态过程提供了有利的工具。     

一种基于图像质心的焊缝跟踪新方法

研究一种基于图像质心识别的电弧焊焊缝跟踪新方法。通过视觉传感器获取焊接区熔池图像，抽取图像质心坐标并构成状态向量，建立一种基于图像质心的状态方程和位置测量方程。在此基础上，应用卡尔曼滤波对图像质心位置进行状态估计，在时域中采取递推计算的方式得到最小均方差条件下的焊缝位置最佳预测值．从而消除过程噪声和测量噪声引起的焊缝位置测量偏差。计算机仿真和实际焊接试验结果显示该方法可有效地提高焊缝跟踪精度。     

用于焊缝检测的比色图像偏心算法

提出了基于焊接比色图像偏心的概念并给出计算公式.从比色图像信号强度与焊接区域发射率、光谱辐射强度等的关系、比色值与焊接温度场及比色系统波长的关系以及比色图像偏心计算公式出发,分析了比色图像比色值分布对称性,推导并建立了焊接比色图像偏心与焊接区温度的函数值、焊缝中心与电弧中心偏差间关系模型.研究了以比色图像偏心作为检测对象的优异特性,给出了模型在某一焊接工艺参数条件下的数值解,发现模型的输出与输入有很好的线性关系.仿真试验证明以比色图像偏心可以代替焊缝中心偏差,为进一步研究比色图像偏心算法的实际应用打下理论基础.