[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器視覺的焊縫圖像處理方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011402543.8
• 申請(qǐng)日: 2020-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN112529858A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 覃夷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)北方研究院
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T5/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/13
• 代理公司: 連云港聯(lián)創(chuàng)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32330
• 代理人: 谷金穎

1.一種基于機(jī)器視覺的焊縫圖像處理方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)高速CCD攝像機(jī)對(duì)工件焊縫采集原始圖像；

(2)對(duì)CCD攝像機(jī)采集的圖片灰度化處理；

(3)對(duì)灰度化的圖片采用中值濾波去燥，設(shè)R為圖像中像素點(diǎn)[x₀，y₀]領(lǐng)域的集合，(x，y)表示集合R中的元素，|R|表示集合R中包含元素的個(gè)數(shù)且|R|為奇數(shù)，Sort表示排序，用中值濾波法對(duì)像素點(diǎn)[x₀，y₀]進(jìn)行濾波處理，濾波后的灰度圖用g(x₀，y₀)表示：

(4)中值濾波去燥后對(duì)圖像二值化處理，在圖像灰度像素值的范圍內(nèi)選定一個(gè)合適的閾值T，通過設(shè)置閾值將圖像二值化；

(5)采用canny算子，選擇(2k+1)×(2k+1)高斯核函數(shù)，通過高斯模板對(duì)圖像做卷積，得到焊縫輪廓邊緣點(diǎn)集g_edge(x，y)，進(jìn)行圖像邊緣檢測(cè)：

g__edge(x，y)＝h_ij*f(x，y)

(6)將二值化的圖像區(qū)域處理為單像素的中心線，獲取焊縫的位置和方向信息；

(7)將提取中心線后的圖像顯示在坐標(biāo)系中，選取多個(gè)特殊點(diǎn)進(jìn)行直線擬合，使擬合的直線與焊縫所求中心線幾乎重合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的焊縫圖像處理方法，其特征在于：所述CCD攝像機(jī)對(duì)工件焊縫采集原始圖像時(shí)，攝像機(jī)和線激光光源的夾角選擇20°-25°。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的焊縫圖像處理方法，其特征在于：所述步驟(4)中閾值T的求解過程為：

選取一個(gè)初始閾值T₀，Z_max、Z_min表示圖像中像素的最大值和最小值，

用閾值T_k將圖像分割成兩組區(qū)域R₁和R₂，設(shè)T_k為經(jīng)過k次迭代后的閾值，

R₁＝{f(i，j)|f(i，j)≥T_k}

R₂＝{f(i，j)|0＜f(i，j)＜T_k}

f(i，j)為像素點(diǎn)(i，j)的灰度值，

計(jì)算兩組區(qū)域的灰度平均值，兩組區(qū)域設(shè)為Z₁、Z₂，

N(i，j)為像素點(diǎn)的權(quán)重系數(shù)，N(i，j)取值為1，

持續(xù)迭代，直至T_k＝T_k+1，得到最優(yōu)閾值并按照最優(yōu)閾值對(duì)圖像進(jìn)行分割處理，得到二值化圖像。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的焊縫圖像處理方法，其特征在于：所述步驟(7)中提取圖像特征點(diǎn)的具體過程為：

首先，提取邊緣特征點(diǎn)，對(duì)圖像從上到下掃描，根據(jù)上下邊緣焊縫均已是單像素點(diǎn)，將掃描得到的第一個(gè)黑點(diǎn)存入數(shù)組1，定義為上邊緣并保存，同樣的方法，將圖像從下到上掃描，掃描的第一個(gè)黑點(diǎn)存入數(shù)組2，定義為下邊緣并保存；

其次，根據(jù)邊緣提取的特征點(diǎn)進(jìn)行直線擬合，假設(shè)直線方程為y＝a₀+a₁x，

擬合得到的上邊緣方程為：

f₁(x)＝a₁x+b₁

擬合得到的下邊緣方程為：

f₂(x)＝a₂x+b₂

中心線方程為：

中心線的方向設(shè)為角度α，