[發明專利]基于形態特征濾波的激光焊縫跟蹤圖像處理方法及系統

有效

• 申請號: 202010187457.3
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111402239B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 張光先;劉亞輝;張一鵬;張方義;李昊;張杰
• 申請（專利權）人: 山東奧太電氣有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/66;G06T7/187;G06T7/136;B23K26/044
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

1.一種基于形態特征濾波的激光焊縫跟蹤圖像處理方法，其特征在于，包括：

獲取激光條紋投射到焊接工件上形成的焊縫圖像矩陣；

確定焊縫圖像矩陣中每一列的激光橫截面中心點；所述每一列的激光橫截面中心點均滿足：符合激光中心線形態特征或者激光條紋形態特征；

根據每一列的激光橫截面中心點得到激光條紋中心線，基于所述中心線選取焊縫特征點，得到焊縫在世界坐標系下的實際位置，從而使得自動焊接設備實時確定焊接位置；確定焊縫圖像矩陣中每一列的激光橫截面中心點，具體為：

選取圖像矩陣當前列的激光橫截面中心點；

判斷所述激光橫截面中心點是否符合激光中心線形態特征，如果是，將所述中心點作為當前列的激光橫截面中心點，計算圖像矩陣下一列的激光橫截面中心點；否則，判斷所述激光橫截面中心點是否滿足激光條紋形態特征；

若符合，將所述中心點作為當前列的激光橫截面中心點，計算圖像矩陣下一列的激光橫截面中心點；若不符合，重新選擇當前列的激光橫截面中心點，直至得到符合要求的中心點；

遍歷圖像矩陣的所有列，得到焊縫圖像矩陣中每一列的激光橫截面中心點。

2.如權利要求1所述的一種基于形態特征濾波的激光焊縫跟蹤圖像處理方法，其特征在于，選取圖像矩陣當前列的激光橫截面中心點，具體為：

獲取圖像矩陣當前列的最大灰度值；搜索圖像矩陣當前列連續最大灰度值出現最長的區段，選取該區段所在位置的中間值作為激光橫截面中心點。

3.如權利要求1所述的一種基于形態特征濾波的激光焊縫跟蹤圖像處理方法，其特征在于，判斷所述激光橫截面中心點是否符合激光中心線形態特征，具體為：計算當前列與上一列選取的激光橫截面中心點的圖像y軸距離，若所述距離大于1，則所述中心點的選取不滿足激光條紋中心線的形態特征；若所述距離不大于1，則所述中心點作為當前列激光橫截面中心點。

4.如權利要求1所述的一種基于形態特征濾波的激光焊縫跟蹤圖像處理方法，其特征在于，判斷所述激光橫截面中心點是否滿足激光條紋形態特征，具體為：

(1)選取第j+c列第i-2行、第i-1行、第i行、第i+1行和第i+2行的灰度值，其中，c的初始值為1，j為當處理圖像列的序號；

(2)選取上述灰度值中的最大值，根據所述最大值確定激光橫截面中心點是否滿足激光條紋形態特征。

5.如權利要求4所述的一種基于形態特征濾波的激光焊縫跟蹤圖像處理方法，其特征在于，根據所述最大值確定激光橫截面中心點是否滿足激光條紋形態特征，具體為：

如果所述最大值小于等于零，則所述激光橫截面中心點不滿足激光條紋形態特征；

如果所述最大值大于零，且最大值的數量為1個，則令i等于最大值所在的行，c＝c+1；判斷是否達到迭代次數，若未達到，重新選取灰度值中的最大值；否則，判定所述激光橫截面中心點符合激光條紋形態特征；

如果所述最大值大于零，且最大值的數量為2個，則判斷當前列與上一列選取的激光橫截面中心點的圖像y軸距離是否大于1，若大于1，則令i等于兩個最大值所在的行數中的較大值；否則，令i等于兩個最大值所在的行數中的較小值；令c＝c+1；判斷是否達到迭代次數，若未達到，重新選取灰度值中的最大值；否則，判定所述激光橫截面中心點符合激光條紋形態特征。

6.如權利要求1所述的一種基于形態特征濾波的激光焊縫跟蹤圖像處理方法，其特征在于，基于所述中心線選取焊縫特征點，具體為：

計算中心線上第j列激光條紋橫截面中心點與j+1列激光條紋橫截面中心點梯度的絕對值；j＝1,2,3……,n-1；n為圖像矩陣的列數；

選取梯度絕對值最大時所對應的當前列，記為x；獲取所述當前列激光中心點的位置y；得到焊縫特征點坐標(x，y)。

7.如權利要求1所述的一種基于形態特征濾波的激光焊縫跟蹤圖像處理方法，其特征在于，根據每一列的激光橫截面中心點得到激光條紋中心線之后，還包括：從圖像矩陣的第N列開始，反向遍歷至第一列，重新提取激光條紋段的中心線；N為設定值。