[發明專利]基于邊緣的圖像匹配窄間隙焊縫初始點定位裝置和方法

有效

• 申請號: 202110406706.8
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113240629B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 蒙禹舟;魏昕;葉冬旭
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T5/00;G06T7/13;G06T7/00;G06V10/75;G06F16/583;G03B17/12
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種基于邊緣的圖像匹配窄間隙焊縫初始點定位方法，其特征在于，基于邊緣的圖像匹配窄間隙焊縫初始點定位方法采用基于邊緣的圖像匹配窄間隙焊縫初始點定位裝置采集圖像信息，定位裝置包括相機固定架、固定架連接件、攝像機、鏡頭、濾光片、背景光源，其中：

所述相機固定架內部固定所述攝像機，所述相機固定架內部設置所述固定架連接件，所述相機固定架通過固定架連接件使所述攝像機的光軸始終垂直于焊件平面，所述攝像機通過鏡頭獲取焊件圖像信息，所述濾光片的中心波長與所述背景光源的波長相同，所述濾光片設置于所述鏡頭與背景光源中間，所述背景光源發出的光源投射到焊件表面，定位方法包括以下步驟：

S1：將攝像機移動到焊縫初始點位置范圍，并采集焊件表面的灰度圖像；

S2：對所述灰度圖像進行濾波處理；

S3：利用邊緣檢測算子對濾波后的灰度圖像進行檢測，獲取焊件的邊緣圖像；

S4：對邊緣圖像進行直線變換，獲取工件邊緣和焊縫；

S5：使用預先建立的圖像匹配庫依次對邊緣圖像進行匹配打分，將最高分的匹配模板作為匹配結果；

S6：將匹配結果顯示在濾波后的灰度圖像上，對匹配區域采用角點檢測對焊縫的初始點進行提取定位；

步驟S4之后，步驟S5之前，還有步驟：

對步驟S3中獲取的邊緣圖像進行處理：設定距離閾值T，將步驟S3中獲取的邊緣圖像中邊緣所有點的二維坐標與識別出的工件邊緣和焊縫進行距離篩選，具體為經邊緣檢測后具有灰度值點的二維坐標與識別出的工件邊緣直線和焊縫直線進行距離篩選，若該點的坐標離工件邊緣和焊縫的距離同時超出所述距離閾值T，則去除該點；若該點的坐標離工件邊緣和焊縫的距離不同時超出所述距離閾值T，則保留該點。

2.根據權利要求1所述的基于邊緣的圖像匹配窄間隙焊縫初始點定位方法，其特征在于，所述背景光源為環型光源，所述背景光源的波長為635nm。

3.根據權利要求1所述的基于邊緣的圖像匹配窄間隙焊縫初始點定位方法，其特征在于，所述濾光片為窄帶濾光片，所述濾光片的中心波長為635nm，帶寬為±10nm。

4.根據權利要求1所述的基于邊緣的圖像匹配窄間隙焊縫初始點定位方法，其特征在于，步驟S2中所述濾波處理具體為中值濾波處理。

5.根據權利要求1所述的基于邊緣的圖像匹配窄間隙焊縫初始點定位方法，其特征在于，步驟S3中所述邊緣檢測算子為canny?邊緣檢測算子。

6.根據權利要求1所述的基于邊緣的圖像匹配窄間隙焊縫初始點定位方法，其特征在于，所述直線變換為Hough直線變換，所述Hough直線變換利用圖像空間與參數空間點與線的對偶性，將圖像空間上的像素點轉換為參數空間的線進行累加，最后選取累加器峰值點即為圖像空間上所述的直線。

7.根據權利要求1所述的基于邊緣的圖像匹配窄間隙焊縫初始點定位方法，其特征在于，步驟S5中使用預先建立的圖像匹配庫依次對邊緣圖像進行匹配打分，分數最高的為匹配結果，采用歸一化相關匹配法進行匹配。

8.根據權利要求1所述的基于邊緣的圖像匹配窄間隙焊縫初始點定位方法，其特征在于，步驟S6中采用SHI-TOMASHI?角點檢測對焊縫的初始點進行提取，還采用亞像素級角點提取算法對提取結果進行優化。