[發明專利]具有異常點去除功能的視覺采集方法及裝置

有效

• 申請號: 202011305471.5
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112419261B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 胡軍;左治江;李仁威;劉壽明
• 申請（專利權）人: 江漢大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/00;G06T5/50
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 詹守琴

本發明提供了一種具有異常點去除功能的視覺采集方法及裝置，方法包括：在光照配合下，采用攝像頭連續拍攝焊接產品得到多幀圖像；采用網格分割技術，以標準網格模型對每幀圖像進行分割，形成各幀的圖像碎片；提取圖像碎片的碎片屬性，進行分組訓練，對每個訓練組的碎片屬性進行數據訓練，得到各訓練組的優化屬性，選出同一訓練組的圖像碎片的碎片屬性與優化屬性相似度最高的圖像碎片，根據優化屬性進行調整，拼接各訓練組調整后的圖像碎片進行圖像還原，將拼接得到的圖像作為視覺采集的有效圖像，用于進行焊接情況判定。裝置包括光源和攝像組件，攝像組件包括攝像頭和包含上述方法的圖像處理模型的圖像處理模塊。

技術領域

本發明涉及自動焊接工藝與智能化控制技術領域，特別涉及一種具有異常點去除功能的視覺采集方法及裝置。

背景技術

視覺傳感監測系統在工業領域中已經得到較為廣泛的應用，其中在焊接工藝中，穩定性監測和跟蹤傳感方法一般有接觸式、電弧式、電磁式、光電式、視覺式等多種。其中，視覺傳感器因其具有與工件不接觸、信息量大(可兼作監控)、抗電磁干擾能力強、靈敏度高、適用坡口形式多等優點，被認為是一種最有發展前景的傳感方法。

目前，常用的視覺傳感器分為電荷耦合器件(CCD)式和互補金屬氧化物半導體(CMOS)式兩種，可將不同強度的光線信號轉換為不同幅度的圖像信息。與CCD式相比，CMOS傳感器具有芯片集成度高、功耗低、響應速度快、動態范圍廣等優點，可采用“線性+對數”的圖像信號放大模式，能對低亮度信號線性放大而對高亮度信號則進行對數放大，在保證低亮度區域圖像對比度的同時盡可能地擴展動態范圍，因此特別適合在像焊接這種明暗對比程度高的環境中工作。LinLog技術是一種特殊的感光技術，常用于拍攝高對比度的圖像，該技術的基本原理就是利用對數壓縮技術壓縮圖像中的超高亮區域，減小圖像對比度。LinLog技術使傳感器僅在接近飽和及飽和區域為對數壓縮響應，而保留其在低照度區域的線性響應和靈敏度，所以既擴展了整個傳感器的動態范圍，又保證了低照度區域成像的質量。因而，利用機器視覺直接觀察焊接工件，通過圖像處理獲取熔池和小孔的特征信息，進行焊接監測，實現焊接質量的閉環控制，已成為重要的研究方向。

專利申請號為201210325926.9(發明名稱為“基于紅外視覺傳感的窄間隙焊接監控及焊縫偏差檢測方法”)的專利文獻，公開了一種基于紅外視覺傳感的窄間隙焊接監控及焊縫偏差檢測方法，該方法使用的紅外視覺傳感系統包括紅外CMOS攝像機、濾光系統、圖像采集卡、計算機和顯示器等，該方法以窄間隙焊接電弧光和熔池自身輻射光作為光源，利用紅外窄帶濾光系統濾除干擾信號并調節光強，計算機實時采集并顯示紅外CMOS攝像機獲取的焊接圖像。通過圖像截取窗口截取遠離電弧側的圖像進行處理，并通過提取坡口單側邊緣來獲取焊縫偏差信息，可在有效避免運動電弧干擾的同時，提高焊縫偏差檢測的實時性。但是，該方法沒有考慮紅外CMOS攝像機拍攝的產品焊接圖像可能具有異常點，會對焊接檢視效果產生不良影響，從而影響對焊接質量的判定。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種具有異常點去除功能的視覺采集方法，包括以下步驟：

S100在光照配合下，采用攝像頭連續拍攝焊接產品得到多幀圖像；

S200采用網格分割技術，以標準網格模型對每幀圖像進行分割，形成各幀的圖像碎片；

S300提取圖像碎片的碎片屬性，進行分組，將對應產品同一位置的各幀圖像碎片的碎片屬性作為訓練組，對每個訓練組的碎片屬性進行數據訓練，得到各訓練組的優化屬性，

S400選出同一訓練組的圖像碎片的碎片屬性與優化屬性相似度最高的圖像碎片，根據優化屬性進行調整，拼接各訓練組調整后的圖像碎片進行圖像還原，將拼接得到的圖像作為視覺采集的有效圖像，用于進行焊接情況判定。

可選的，所述標準網格模型采用以下方式進行優化：

獲取產品的樣本圖像，對樣本圖像進行區域標注；對樣本圖像進行像素劃分，得到多個像素區域；