[發明專利]基于全局閾值與模板匹配的焊縫特征點濾波方法

有效

• 申請號: 201911403915.6
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111192254B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 覃高鄂;王昌龍
• 申請（專利權）人: 無錫信捷電氣股份有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06N20/00
• 代理公司: 無錫經誠知識產權代理事務所(普通合伙) 32504
• 代理人: 丁雨燕

本發明公開了基于全局閾值與模板匹配的焊縫特征點濾波方法，涉及視覺處理技術領域，采用基于全局距離閾值濾波的方法，快速將一些誤差較大的點濾除，對于一些誤差較小、處于真實焊縫附近、但仍然會影響焊接軌跡的誤差點，采用了基于模板濾波的方法將其濾除，最后得到了準確光滑的焊縫軌跡曲線。本方法可有效提高噪音點和誤差點的濾波效率，獲得準確完整的焊縫軌跡。

技術領域

本發明涉及視覺處理技術領域，尤其是基于全局閾值與模板匹配的焊縫特征點濾波方法。

背景技術

當代的自動化工業領域中，自動焊接技術對生產效率和質量有著越來越明顯的改善和提高。雖然現在的焊接機器人大多數已經不需要人工示教和離線編程，但是基于激光引導的焊接仍然存在定位點誤差，濾波效果不理想等問題，極大制約了自動焊接技術的發展。

因此，急需一種方案解決上述問題。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出基于全局閾值與模板匹配的焊縫特征點濾波方法，采用基于全局距離閾值濾波的方法，快速將一些誤差較大的點濾除，對于一些誤差較小、處于真實焊縫附近、但仍然會影響焊接軌跡的誤差點，采用了基于模板濾波的方法將其濾除，最后得到了準確光滑的焊縫軌跡曲線。本方法可有效提高噪音點和誤差點的濾波效率，獲得準確完整的焊縫軌跡。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

基于全局閾值與模板匹配的焊縫特征點濾波方法，包括如下步驟：

(1)對圖像定位后并轉換到基坐標下的三維點進行降采樣；

(2)將步驟(1)得到的降采樣點按照焊縫方向的坐標軸排序，獲得一組有序的特征點序列，并計算該序列點集中每個點的鄰近點距離，得到其均值與方差；

(3)根據步驟(2)得到的距離均值與方差，計算濾波所需要的全局距離閾值；

(4)根據步驟(3)得到的全局閾值，對特征點序列中的點距進行判斷：

a.若當前點的鄰域均值大于閾值，則將其判斷為離群點，將其濾除；

b.若前點的鄰域均值小于或等于閾值，則判斷為正常點，將其保留；

遍歷所有點，得到濾波后點序列，并進行下一步操作；

(5)利用“從有到有”的規則采集模板焊縫，將步驟(4)中所述濾波后點序列作為初始模板點序列；

(6)利用基于梯度變換的迭代在線模板學習方法，對步驟(5)中初始模板點序列進行首尾延長，得到完整模板點序列；

(7)采用模板匹配的方法對步驟(6)中所述完整模板點序列與濾波后的當前掃描點序列進行配準，得配準后模板點；

(8)根據步驟(7)中得到的配準后模板點，通過模板濾波方法處理步驟(7)所述的當前點序列，得到準確的當前焊縫特征點；

(9)采用最小二乘曲線擬合的方法，對步驟(8)中所述特征點進行曲線擬合，得到較為平滑的三維焊接曲線，并發送給ABB工業機器人。

優選的，所述步驟(1)對圖像定位后并轉換到基坐標下的三維點進行降采樣，具體為：利用體素化方法，對采集到的點建立三維柵格，每個柵格的大小為1mm*1mm*1mm。對于處于同一體素內的點，用重心點表示，公式為：

其中，Q為某個柵格內特征點的集合，N為該柵格內點數。

優選的，所述步驟(2)中計算該序列點集中每個點的鄰近點距離，得到其均值與方差，公示為：