基于激光結(jié)構(gòu)光視覺傳感的焊縫圖像處理.pdf

1、在實(shí)際工作環(huán)境中由于焊接工作條件不可能十分理想，傳感器距電弧較近，易受強(qiáng)列的弧光、高溫輻射、電磁干擾、煙塵飛濺等不利因素的影響。所以傳感器所采集的目標(biāo)圖像不可能是理想的圖像，需要進(jìn)行一定的處理才能改善圖像質(zhì)量供觀察和評(píng)價(jià)，才能從中提取有用的信息參數(shù)為控制系統(tǒng)提供信息參數(shù)[1-4]。因此，焊縫圖像的實(shí)時(shí)處理對(duì)實(shí)現(xiàn)焊縫自動(dòng)跟蹤是非常重要的。但國內(nèi)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并能夠真正應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)過程中的基于圖像傳感的焊縫跟蹤系統(tǒng)還很少。就其發(fā)展趨勢而

2、言，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，性能可靠，價(jià)格低廉的圖像處理系統(tǒng)將是今后的主要發(fā)展方向。本文研究了一套基于激光結(jié)構(gòu)光視覺傳感的焊縫圖像實(shí)時(shí)采集和圖像處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用一個(gè)波長為650nm的AlGaInP半導(dǎo)體激光器作為光源，用一個(gè)面陣CCD攝像機(jī)來接收從工件上方漫反射的反映V形焊縫坡口的條形光，通過NI PCI-8254R采集卡采集激光條紋，在Labview assistant中進(jìn)行圖像處理并得到焊縫特征點(diǎn)。傳感器主要由半導(dǎo)體激光器、工業(yè)CCD

3、、650nm窄帶濾光片等組成。通過實(shí)驗(yàn)，確定了多視覺傳感器的安裝位置和結(jié)構(gòu)參數(shù)，以保證圖像中焊縫參數(shù)的精確提取。焊接過程中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的弧光、飛濺和煙塵干擾等噪聲，嚴(yán)重影響了焊縫特征點(diǎn)的獲取。本文采用一系列的焊縫圖像預(yù)處理來降低這種干擾，包括基于時(shí)間序列的多幀圖像幾何運(yùn)算、基于直方圖修正的圖像二值化、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)閉運(yùn)算、基于聚類算法的孤點(diǎn)去除。預(yù)處理后通過Hough變換求取焊縫特征直線，然后求特征直線交點(diǎn)便得到焊縫的特征點(diǎn)。最后對(duì)采集到的大