[發明專利]基于多模板匹配的焊縫視覺定位方法

有效

• 申請號: 201811271176.5
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109685758B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 李柏年;王中任;柯希林;李寧;肖光潤;盧杰輝;劉德政;王三妹
• 申請（專利權）人: 中國化學工程第六建設有限公司;湖北文理學院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/73;G06K9/62
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 王瑩

1.基于多模板匹配的焊縫視覺定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.將焊槍與視覺系統固定，使兩者相對位置不變；

S2.對焊縫中心定位：

S21.選取清晰且目標特征明顯的焊縫圖像作為參考圖像；

S22.在參考圖像中創建包含焊縫拐角的兩個矩形區域，即ROI區域，通過閾值分割提取ROI區域激光條紋，生成模板區域圖像；

S23.在模板區域圖像中進行參數選擇依次創建多模板；

S24.在焊接過程中實時采集圖像，確定圖像中坡口左右兩個拐角的位置，再由兩個拐角位置中心來確定焊縫中心的位置；

所述視覺系統中的相機通過連接裝置與反射鏡固定為一個整體；

所述連接裝置包括：

第一固定板，其為圓柱形，其將反射鏡固定，所述第一固定板的頂面連接有圓片狀的遮光板；

兩根立柱，分別垂直設置于第一固定板的底面，且兩根立柱的連線穿過所述第一固定板底面的圓心；

相機內座，其將相機固定，所述相機內座的外部為正方體結構，其相對的第一側面對稱設置有水平的軸桿，一對軸桿上對稱連接有相同型號的齒輪；

相機外座，其具有頂面敞口的正方體空腔，所述空腔內豎直設置有一對齒條，所述齒條可與所述齒輪嚙合，所述齒條沿豎直方向由空腔的頂部延伸至空腔的中部；所述相機外座外設置有插座，所述插座與所述立柱固定；

四組重心調整機構，分別設置于空腔底部，且四組重心調整機構分別位于相機內座底面四邊的中線上，所述重心調整機構包括：

移動塊，其頂面為水平且具有卡槽，所述相機內座底面沿四邊的中線向中線延伸形成凸塊，所述凸塊卡合于所述卡槽中，所述移動塊的底面為斜面，且底面具有與底面傾斜度相同的斜塊；

固定塊，其固定于相機外座內，所述固定塊的頂面為斜面，其頂面具有與斜塊配合的斜槽，所述移動塊的底面與所述固定塊的頂面貼合；

電推桿，其伸縮端固定于移動塊的側面固定，帶動移動塊在固定塊上滑動，所述電推桿的底座滑動設置于套座上，所述相機外座上開設有第一開口以供電推桿上下移動；

四組紅外線測距傳感器，固定于相機外座并分別相對相機內座底面的四個角；

控制器，其接收紅外線測距傳感器發出的信號，并根據接收的信號驅動各個電推桿的伸縮；

所述固定塊其由頂塊、中塊和底塊三部分構成，所述頂塊頂面為斜面、底面為平面，所述中塊和底塊均為長方體結構；

其中，所述底塊上設置有第一構件，所述第一構件下部位于底塊的頂面以下，所述第一構件可轉動的連接第一桿體，所述第一桿體的另一端可轉動的連接第二構件，所述第二構件的上部位于頂塊的底面以上，所述頂塊上設置有與第一構件上部相匹配的第一槽體，所述底塊上設置有與第二構件下部相匹配的第二槽體，所述底塊的頂面設置有容納第一桿體的第三槽體；所述中塊的一側具有第二開口，以在移動時不受第一桿體干涉。

2.如權利要求1所述的基于多模板匹配的焊縫視覺定位方法，其特征在于，所述S21中的參考圖像進行去除弧光干擾的預處理。

3.如權利要求1所述的基于多模板匹配的焊縫視覺定位方法，其特征在于，所述S23在模板區域圖像中進行參數選擇依次創建多模板，具體包括：

創建一個包含左拐點的第一區域模板；

創建一個包含右拐點區域的第二區域模板；

對第一區域模板和第二區域模板進行參數設定，參數設定通過觀察第一區域模板或第二區域模板的金字塔層數及包含在第一區域模板或第二區域模板中對象點的最小對比度值兩個參數對所創第一區域模板和第二區域模板的影響確定參數。

4.如權利要求3所述的基于多模板匹配的焊縫視覺定位方法，其特征在于，所述參數包括：第一區域模板和第二區域模板可旋轉的角度范圍以及旋轉角度范圍內的步長。

5.如權利要求4所述的基于多模板匹配的焊縫視覺定位方法，其特征在于，所述S24中具體為：

在焊接過程中實時采集圖像，首先定義一個包含左右拐點的位置的矩形ROI區域，確定模板的搜索范圍，然后調用已創建的模板信息在圖像中尋找模板位置，確定圖像中坡口左右兩個拐角的位置，從而確定焊縫中心的位置。

6.如權利要求1所述的基于多模板匹配的焊縫視覺定位方法，其特征在于，所述立柱為透明材質制成。