基于多结构元素的形态学焊缝起始点识别

焊缝起始点的识别是实现机器人智能焊接系统的一个重要环节。利用多结构元素的形态学方法对CCD在自然光条件下采集到的直焊缝图像进行处理,提取直焊缝边缘后借助于Hough变换得到焊缝初始点位置。试验结果表明,与传统的边缘检测方法和单结构元素形态学方法相比,本文提出的多结构元素形态学边缘检测方法边缘检测效果更佳,能有效去除噪声的同时,保留更多的边缘细节信息,为后续的图像处理操作奠定了基础,是一种有效的边缘检测方法。     

紧密对接焊缝多尺度形态学磁光成像检测方法

利用磁光传感器获取紧密对接微间隙（0~0.1 mm）焊缝磁光图像.针对传统形态学图像处理方法检测微间隙焊缝时容易出现边缘细节丢失的问题和存在检测精度不高的缺点,在四个不同方向上各选取三种不同尺度的结构元素,应用多尺度多结构元素形态学方法提取微间隙焊缝边缘信息,并与小波边缘检测和Sobel边缘检测结果相比较.在激励磁场变化情况下进行三组试验,分别采用多尺度形态学算法和传统形态学算法提取焊缝中心位置.结果表明,多尺度多结构元素形态学算法能更有效地检测出微间隙焊缝中心位置,为紧密对接焊缝的识别与跟踪控制提供试验依据.     

基于OpenCV的焊缝图像识别算法研究

针对自动焊机器人的视觉引导问题,提出了一种基于OpenCV计算机视觉库的焊缝识别算法。焊缝边缘是焊接图像识别中的重要特征,文中使用分水岭算法进行前景检测与图像分割,Canny算法进行边缘提取,Hough直线检测算法提取焊缝边缘特征,实现对焊缝的图像识别,并加入自动阈值提高算法适用性。识别程序通过Python语言实现,结果表明,该算法计算效率高、适用性强,可以满足机器视觉引导系统中的要求。     

MAG焊熔池图像的灰度形态学分析

图像处理在焊接过程跟踪控制和焊接质量建模中越来越受到重视,而MAG焊是目前国内最常见的焊接方法之一,作者采用数学形态学的方法来进行MAG焊熔池图像的分析.针对MAG焊图像,除了进行灰度形态学的四种基本运算之外,提出了一套完整的从图像的预处理到边缘检测形态学算法.结果表明,灰度形态学算法非常适合于处理焊接熔池图像.     

不等厚激光拼焊板焊缝质量检测图像处理方法

针对激光拼焊过程中的各种噪声干扰,使得焊缝图像复杂多变,本文对结构光视觉焊缝质量检测系统图像处理方法进行了深入研究。在图像预处理中,首先通过加窗处理来获得兴趣区域,采用中值滤波去除图像噪声。针对母材区域和焊缝区域对结构光反射率不同,提出了使用局部阈值来分割目标图像的方法,并使用形态学开运算进一步去除噪声干扰;在结构光条纹中心线提取过程中,使用模板法获得了条纹的边界并用几何中心法提取了条纹中心线;提出了基于焊缝灰度图像的灰度突变和拟合直线法来检测特征点的方法。试验表明,该方法具有较高的特征点检测可靠性,并且运算速度快、抗干扰能力强,具有较高实用价值。     

TIG焊视觉图像的二值形态学分析

由于外部干扰小,用CCD采集的TIG焊熔池区图像很清晰,因此可以对该图像进行二值化处理。进而采用二值形态学方法分析了膨胀、腐蚀和开、闭四种基本运算的图像处理效果,并在此基础上从图像的预处理到边缘检测,做了更加深入的研究。由此,设计出了一套具有阈值自适应功能的二值形态学算法。试验结果表明,采用二值形态学对TIG焊视觉图像进行图像处理和特征提取,可以取得很好的效果,对后续的焊接质量控制和焊缝跟踪工作可以提供非常有用的熔池和焊缝信息。     

基于多结构元素形态学的射线焊缝缺陷检测方法

针对射线探伤中采集的焊缝图像存在对比度低,噪声干扰及边界模糊等特点,提出了一种基于多结构元素形态学的射线焊接图像缺陷边缘检测方法。在对原始射线焊接图像进行预处理、焊道提取后,选取了多尺度多结构元素,运用灰度形态学方法对焊接图像进行缺陷边缘检测与提取。试验结果表明,对比传统的边缘检测算法,该方法能有效提取图像中的焊接缺陷边缘,且其连续性和完整性较好。     

基于二值形态学的焊缝图像处理

研究了一种基于二值形态学的焊缝图像处理新方法.针对视觉传感获取的焊缝图像的特点,选择合适的结构元素,运用数学形态学的多种形态运算对焊缝图像进行处理,消除图像噪声,提取焊缝,检测焊缝边缘,抽取焊缝中心线.试验表明该方法是一种快速、有效的焊缝图像处理方法.     

基于小波变换的MAG焊焊缝跟踪

提出了一种基于CCD视觉传感的MAG焊焊缝跟踪方法.由于MAG焊过程中通常伴有大量的飞溅、烟尘以及强烈的弧光干扰,所以很难从CCD中获取到清晰的焊缝图像.基于M带Bubble小波变换的方法,检测捕获MAG焊过程熔池的图像边缘.结果表明,该方法在检测焊接熔池边缘以及焊缝识别中,即便图像中出现大量噪音也是有效的.在焊缝识别的基础上,采用PID控制算法跟踪所设计的S形焊缝的成形.试验结果表明其焊缝跟踪方法具有较高的精确度.     

MAG焊熔池图像的超分辨率分析

由于MAG焊外部干扰大,用CCD采集的MAG焊熔池区图像不够清晰.因此,在进行进一步处理比如边缘检测之前,需要进行必要的图像增强和去噪等预处理操作,这样才能获得更加清晰的图像边缘信息.针对以上问题,采用超分辨率技术对MAG焊熔池图像进行处理和分析.在此基础上,提出了基于小波分形插值的超分辨率图像重建方法.结果表明,该方法相对于基于传统的小波双线性插值的超分辨率方法,能有效提高MAG焊图像的分辨率,获得更加清晰的焊缝位置和图像的边缘信息,为后续的焊接质量控制和焊缝跟踪工作提供了很好的基础.     

基于激光视觉的薄板焊缝跟踪方法研究北大核心

由于示教型焊接机器人在进行汽车薄板件连续焊工艺时存在装夹误差和热变形等问题,导致焊缝实际轨迹与示教轨迹存在较大误差。为提高焊接质量,基于焊接机器人构建激光视觉焊缝检测跟踪系统,提出基于目标估计准则的焊缝跟踪算法,实时跟踪焊缝中心点三维位置变化。以传统图像处理法提取初始帧焊缝特征点,通过改进的孪生神经网络对强干扰下的焊缝特征点进行跟踪提取。通过坐标转换得到机器人基坐标系下的焊缝中心特征点三维坐标。结果表明:该算法能精确提取跟踪焊缝特征点,平均误差为0.48 mm,平均帧率为90帧/s,优于传统图像处理方法和基于相关滤波的方法,能够实现快速准确的跟踪。     

棱形管与法兰角焊缝图像处理及特征提取

由于棱形管与法兰角焊缝的位置多变,且实际生产中棱形管端面加工精度不高,自动化焊接程度低,文中搭建了一套棱形管与法兰环焊缝的自动化焊接系统,对于提高棱形管与法兰焊接的自动化程度有较大的应用价值。该系统通过CMOS相机和单条纹激光组成激光视觉传感器,获取角焊缝位置和间隙信息。针对采集的图像及工件特征,设计了适合的图像处理算法,首先采用了灰度变换、均值滤波和形态学处理的方法对图像进行预处理,然后根据对激光条纹图像灰度值分析结果,寻找合适的阈值,并采用极值法提取光条中心点,最后采用霍夫变换拟合直线,提取出角焊缝位置信息,并提出激光条纹端点搜索方法,提取出了角焊缝间隙大小。结果表明,该图像处理方案效果较好,抗干扰能力较强,可以准确的提取出焊缝中心位置和间隙大小,满足焊接机器人对焊缝跟踪的要求以实现自动化焊接。 创新点： (1)设计出适用于棱形管与法兰角焊缝的自动化焊接系统。 (2)设计了适用于该系统的焊缝中心位置提取算法。 (3)设计了角焊缝间隙提取算法。     

焊缝位置识别的图像处理方法设计

在基于视觉的自动焊接中，由于焊缝图像是复杂多变的，要准确得到焊缝位置选择合理高效的处理算法是非常重要的。针对这一问题为焊缝图像提出了一系列处理步骤，它包括中值滤波、自适应阈值二值化、孤点滤波、边缘检测，焊缝位置搜索五步，其中详细叙述了重要的自适应阈值二值化与孤点滤波算法。在每一步处理中都用了四幅完全不同的焊缝图像做了观察和对比，结果显示所选算法产生较好的处理效果。     

Guiding the welding robot to the initial welding position with visual method

Using step pattern match technology with variational resolution can recognize the position and orientation of the weld seam in the image. According to using the image segmentation method based on pattern match, not only advanced the speed and anti-jamming capability, but also captured the edge information of the weld seam and the edge of the workpiece, and the image coordinate of the initial welding position can be obtained. The matrix for hand-eye relationship of the robot can be calculated by adopting the rapid calculation method. According to the depth calculating principle with the special point matching using binocular stereovision, the initial welding position can be confirmed by calculating the middle point of the perpendicular line of two radials in the space, and the function to guide the welding robot to the initial welding position can be realized.     

无辅助光源图像法TIG焊焊缝跟踪传感系统

焊接过程中焊炬自动跟踪焊缝对保证焊接质量,提高自动化程序有着极其重要的实际意义。焊缝自动跟踪技术的关键是焊缝位置的传感方法,本文在深入研究ＴＩＧ焊电弧发光行为的基础上,结合的实际的焊接工况,建立了一套利用电弧弧光检测焊缝位置的图像传感系统。该系统在硬件方面解决了图像采集与焊接电流的同步以及图像品质的提高等问题,在计算机软件方面解决了阀值与图像品质相匹配以及焊缝位置的提取等问题。生产实际应用结果表明     

无辅助光源图像法TIG焊焊缝跟踪传感系统

焊接过程中焊炬自动跟踪焊缝对保证焊接质量 ,提高自动化程度有着极其重要的实际意义。焊缝自动跟踪技术的关键是焊缝位置的传感方法 ,本文在深入研究TIG焊电弧发光行为的基础上 ,结合实际的焊接工况 ,建立了一套利用电弧弧光检测焊缝位置的图像传感系统。该系统在硬件方面解决了图像采集与焊接电流的同步以及图像品质的提高等问题 ,在计算机软件方面解决了阈值与图像品质相匹配以及焊缝位置的提取等问题。生产实际应用结果表明 ,该系统在检测精度、处理速度、稳定性、可靠性及实际工况的适应性等方面完全满足高质量焊缝对焊接过程自动对中的要求。     

全位置焊接爬行器控制系统研制

全位置焊接爬行器配用柔性的钢带轨道可实现空间位置的环缝和直缝焊接。其控制系统的性能对焊接质量有着决定性的影响。设计了基于可编程控制器PIC的程序控制系统、直流电动机的驱动控制系统和数字显示系统。通过实验证明,该系统运行稳定、可靠,其工作精度能够满足焊接过程的要求。     

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.     

图像处理技术在焊缝跟踪中的应用

随着焊接过程自动化和智能化的发展,基于图像处理技术的焊缝位置检测和焊接缺陷检测程越来越受到国内外学者的重视.在此对焊缝自动跟踪系统中有关图像处理方面的内容作了一些分析.