[發明專利]一種基于無源視覺系統的熔池邊緣提取方法

在審

• 申請號: 201410717782.0
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN104574362A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 范衠;余澤峰;容毅標;林惠標;李文姬
• 申請（專利權）人: 汕頭大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 溫旭

技術領域

本發明涉及一種基于無源視覺系統的熔池邊緣提取方法，尤其涉及一種基于由普通的CCD相機和光學濾波器構成的無源視覺系統的熔池邊緣提取方法。

背景技術

實現自動焊接可以提高生產力和產品質量。當前實現自動焊接面臨著兩個挑戰：一、焊接過程復雜難以建立模型對其進行描述；二、缺少合適的傳感器來提取足夠的信息，這些信息主要是焊縫邊緣和熔池邊緣的信息。

對自動焊接技術來說，獲取熔池邊緣的信息是十分關鍵的一步。因為熔池邊緣信息控制著自動焊接過程中的焊接參數。目前，獲取熔池邊緣信息的技術通常有：1.輔助光照，但它的安全系數不高；2.高速相機，但它的價格十分昂貴；3.三維成像技術，但它需要多個相機。而利用普通的CCD相機獲取熔池圖像雖然存在分辨率不高等缺點，但其廉價，因此普通的CCD相機在視覺系統中得到了較為廣泛的應用。由于在自動焊接過程中，熔池邊緣的形狀會不斷地發生變化，因此要實時、準確地從普通CCD相機獲取的熔池圖像中提取出熔池邊緣并不容易。當前，對變形輪廓進行檢測的常用方法是主動輪廓模型，但是基于邊緣的主動輪廓模型或基于區域的主動輪廓模型均不能準確地提取出熔池邊緣。

發明內容

本發明實施例所要解決的技術問題在于，提供一種基于無源視覺系統的熔池邊緣提取的方法。該方法能夠實時、準確的提取出熔池圖像中的熔池邊緣，為自動焊接過程中的焊接參數的調整提供有用的信息。

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種基于無源視覺系統的熔池邊緣提取方法，包括以下操作步驟：

(1)分別對熔池圖像的區域和邊緣建立模型；

(2)將所得模型嵌入到基于邊緣和區域結合的主動輪廓模型能量函數中：

E=ηEboudary+γEregion=η∫01g(pb(x))|x(s)|.ds-γ∫Ωinlogpin(I(x))pout(I(x))dx]]>

其中η、γ為參數，g()為單調遞減函數，p_b(x)表示熔池圖像邊緣模型，x(s)為輪廓曲線，為正則項，Ω_in表示輪廓內部的區域，p_in(I(x))、p_out(I(x))分別表示像素x屬于輪廓內部區域的概率和外部區域的概率；

(3)基于變分法原理，最小化所述能量函數，得到如下的歐拉方程：