基于Fourier拟合曲面的X射线焊缝缺陷检测

针对在强噪声、低对比度及复杂背景特征下X射线焊缝图像的缺陷检测问题,提出了去噪处理、焊缝边缘分割及缺陷检测的方法.用快速离散Curvelet变换和循环平移相结合的方法,对焊缝图像进行滤波去噪,同时对图像列灰度曲线用最大类间方差法提取焊缝区域.在图像预处理后,采用三阶Fourier曲线对图像列灰度曲线进行拟合并扩展到三维空间,构造出自适应阈值面,最后利用原图像与构造曲面三维灰度图的灰度值差异,准确分割背景与缺陷区域.结果表明,与传统缺陷检测算法相比,该方法能准确提取出焊缝缺陷,漏检率和误判率低,准确率可达95%.     

微间隙焊缝磁光图像Otsu骨架法识别

在紧密对接焊缝跟踪过程中,针对磁光传感的焊缝磁光图像,研究一种基于Otsu和骨架法的焊缝位置识别方法。通过自适应中值滤波对焊缝磁光图像进行降噪处理,利用改进的Otsu算法和数学形态学将焊缝磁光图像分割成母材部分和焊缝部分,最后根据最大圆盘骨架法提取焊缝中心。试验结果表明,该方法能准确提取肉眼难以分辨的微间隙焊缝中心。     

X射线线阵实时成像中管道对接焊缝未焊透缺陷的提取

未焊透缺陷是焊缝缺陷中危害较大的缺陷之一,其在各种焊接缺陷中出现的概率最大。它的存在减小了焊缝的承载截面积,容易引起应力集中,进而产生裂纹或使裂纹扩展,严重影响了管道的安全运行。本文寻找了一种快速检测出线阵实时成像中管道对接焊缝中未焊透缺陷的方法,并能根据其特点给予定位。采用自适应中值滤波法进行降噪增强处理,并对降噪后的图像运用Otsu方法进行阈值分割提取焊缝边缘轮廓,最后对提取出的焊缝利用高频加强滤波来显示未焊透缺陷的视觉效果,从而根据未焊透的特点进行缺陷提取。     

图像分割在主动光焊缝检测中的应用

开发了一种基于环形激光的视觉传感器并用于机器人焊接中的焊缝定位与跟踪,重点研究了在无弧光和弧光条件下焊缝图像滤波与图像分割等技术,解决了传感器图像采集与处理所面临的问题.在分析了最大类间方差自动取阈法、模糊簇聚方法的基础上,提出了一种基于灰度最大值统计与分区的两步法自适应阈值分割技术.结果表明,在无弧光条件下,利用灰度最大值统计方法获得了满意的分割效果,结合灰度最大值统计与区域分割技术适用于弧光条件下焊缝图像的分割,这两种自适应分割方法简单方便,优于传统的最大类间方差自动取阈法与模糊簇聚方法.此外,通过顺序统计量滤波技术很好地解决了光线弱化问题.     

焊缝X射线胶片数字化图像低对比度细长线缺陷的检测

焊缝X射线数字化图像中像素宽度不超过3个像素的细长线缺陷,其对比度低,常有间断,常规的X射线焊缝缺陷检出算法难以有效检出。针对此类缺陷,提出了在滤波降噪的基础上,采用逐列自适应阈值法对图像中细长线缺陷进行初步分割,然后应用改进的局部霍夫变换剔除初步分割结果中的大量噪点,准确分割出细长线缺陷。试验结果表明,所提出的方法能够适应不同灰度范围的X射线图像、克服噪声及缺陷间断的影响,有效检测出低对比度细长线缺陷。     

射线检测图像的自适应多尺度积阈值降噪算法

针对射线检测图像的高噪声、低对比度、图像模糊等特点,提出了一种射线图像的自适应多尺度积阈值降噪算法,解决了常用射线检测图像降噪算法存在的降噪效果差、图像模糊、缺陷边缘和细节丢失等问题。该算法利用噪声估计、多尺度、积阈值、小波等方法对射线检测图像进行降噪处理,获得了高质量的降噪图像。以实际的工业焊缝射线检测图像为例,将所提算法与常用的小波降噪、中值滤波、维纳滤波、小波中值等算法进行降噪对比研究。试验结果表明,所提算法不仅具有优异的降噪性能,而且能够较好地保留缺陷图像边缘、细节等重要特征。     

一种基于结构光的V型焊缝实时图像处理方法

在焊缝跟踪系统中,需要实时准确获得焊缝中心线的位置,就必须设计一种基于结构光的V型焊缝中心线的提取方法。对焊缝进行中值滤波去除图像噪声,采用自适应阈值分割的方法对图像进行二值分割,采用二值形态学的边缘检测方法对二值后的图像进行孤点滤波和边缘检测,采用对边缘上下边界点求取平均值方法提取结构光的中心线,采用基于斜率分析和最小二乘法相结合的检测的方法对图像进行特征检测获得图像的特征信息。通过实践表明,所采用的方法能够正确地提取焊缝特征信息,具有很强的抗干扰性能,能够满足焊缝跟踪系统的实时性要求。     

不等厚板搭接焊缝缺陷数字X射线检测

在不等厚钢板搭接焊缝X射线检测图像中,由于工件及焊缝厚度变化带来的图像背景灰度差异、焊缝区灰度连续变化等,给基于图像处理的缺陷自动识别带来困难.同时,被检测焊缝装卡的空间位置具有不确定性,垂直布置的焊缝和重力方向存在一定角度,不便于缺陷自动识别及定位.文中给出一种基于不变矩的X射线图像校正方法,解决焊缝图像倾斜问题;在此基础上,给出一种图像噪声抑制、背景去除、图像分割及数学形态学相结合的缺陷识别方法.结果表明,所提方法能有效识别不等厚搭接焊缝中的气孔类缺陷,适用于自动检测.     

基于LABVIEW的焊缝表面缺陷智能检测系统研究

利用LABVIEW软件,开发了焊缝表面缺陷采集以及感兴趣区域(ROI)截取、阈值分割、中值滤波、形态学处理以及图像的细化等程序。在此基础上,采用多模板几何匹配模式,对采集的图像进行了匹配和识别。该缺陷检测系统的开发为视觉检测技术替代人工检测奠定了基础。     

基于激光视觉的钢结构焊缝图像处理系统

针对钢结构件品种多、批量小,焊缝形状位置一致性差,机器人重复定位过程复杂等缺点,设计了一种基于激光视觉的钢结构焊缝图像处理系统. 运用CCD工业相机和激光器,采集带有激光条带的焊缝图像,分别利用中值滤波柔化噪音,Otsu算法自适应阈值分割,开操作和形态学处理相结合去除图像中除目标像素外的小连通区域,提取激光条带的中心线,最终利用Hough变换对中心线直线拟合,得到特征点位置,并通过骨支架试验验证该技术的可行性. 结果表明,该方法可快速准确地检测到焊缝特征点,满足实际要求.     

改进的Otsu法在焊接图像分割中的应用

为把焊缝区域准确地从焊接图像中分离出来,以便进行焊接质量的在线分析,本文针对焊接图像灰度级多、信息量大、对比度低、图像部分细节模糊等特点提出了一种新的改进的Otsu法,在考虑类间方差和类内方差对图像分割效果影响的基础上,用方差信息代替均值信息,构建了焊接图像分割阈值算法,用以提高焊接图像的分割质量和图像实时处理的速度.实验结果表明,本文所提出的算法达到了很好的焊接图像分割效果,图像分割耗时短,相对于目前的图像分割方法具有明显的优越性,是一种有效的焊接图像阈值分割方法.     

基于熔池图像尖端特征规律的焊接偏差测定方法

通过对管道全位置熔化极气体保护焊(gas metal arc welding,GMAW)熔池图像的研究分析,发现并验证了其根焊熔池图像尖端与焊缝坡口中心位置重合的现象,依据此规律性特征,提出了一种基于熔池图像尖端信息的焊接偏差测定方法.该方法的基本原理是,在对焊接过程熔池CCD图像进行中值滤波、小波变换、连通区域分割等图像处理后,以搜索算法测得的根焊熔池图像尖端位置信息作为焊缝坡口中心位置的坐标值,此值与焊丝中心坐标值之差即为焊接偏差量.试验证明,此方法能从根焊熔池图像中实时测定焊接偏差量,为实现机器人自动焊缝跟踪控制提供了可靠依据.     

磁光成像自适应卡尔曼滤波焊缝跟踪算法

焊缝跟踪是保证焊接质量的前提.针对0~0.05 mm的微间隙焊缝,研究一种色噪声环境下应用卡尔曼滤波实现焊缝跟踪的方法.通过对焊件施加磁场,利用法拉第磁旋光原理构成磁光传感器并获取焊缝磁光图像,提取焊缝中心位置构成状态向量,建立基于焊缝中心位置的系统状态方程与测量方程.针对系统过程噪声为色噪声,使用Sage自适应卡尔曼滤波,采用新息序列估计过程噪声协方差矩阵,准确预测焊缝中心位置.结果表明,根据自适应卡尔曼滤波方法能够有效提高焊缝跟踪精度.     

采用改进OTSU法的焊前焊缝图像分割

图像分割是图像理解与分析的基础，在众多的图像分割方法中，阈值法计算简单，具有较高的运算效率，是图像分割中广泛采用的方法，选取适当的阈值是阈值法的关键。OTSU法（最大类间方差法）被认为是阈值自动选取方法的最优方法之一，由于焊缝图像常出现大面积的灰度不均匀，OTSU方法不能有效地分割出焊缝间隙，在充分分析焊缝图像以及OTSU方法的基础上，提出一种改造的自适应阈值选取方法，实验证明该方法具有较强的自适应性；能有效地分割焊缝图像。     

Weld pool vision sensing and image processing for GMAW

It is difficult to acquire satisfied weld pool image by CCD sensor during gas metal arc welding(GMAW), for arc disturbs violently, welding current is great and working frequeacy is high. By using CMOS vision sensor to GMA W process, the vivid weld pool image is collected at any time, furthermore, whose gray compression ratio is controllable by sensor hardware circuit developed. Acquired weld pool image is firstly pre-processed by using Wiener filter and Ostu threshold segmentation algorithm. Subsequently separation between weld pool intage and cathode mist region is conducted by means of mathematical morphological algorithm, and the edge of weld pool image is extracted by using Prewitt algorithm.     

铝合金TIG电弧横焊接头缺陷及控制

重型运载火箭燃料贮箱要求对铝合金进行立式装配焊接,TIG电弧横焊是能够较好满足制造要求的方法之一.对铝合金TIG电弧横焊接头的成形特点和焊接缺陷进行分析,利用平板堆焊试验研究焊接电流、焊接速度和焊枪角度对焊缝正面偏移量的影响,最后研究焊接电流频率对气孔缺陷的影响规律.结果表明,采用较小的焊接电流、较快的焊接速度有助于降低焊缝正面的不对称性,利用电弧分力可以抑制熔池下淌,焊接频率为100 Hz时气孔缺陷最少.结合上述试验结果提出了铝合金横焊缺陷的控制措施并进行了试验验证.     

X射线焊缝图像的缺陷检测与识别技术

针对目前无损检测主要采用人工方式存在的主观不一致、检测效率低、操作复杂等问题,设计了一套焊缝缺陷自动检测系统。提出基于Otsu双阈值分割的缺陷区域自动提取、图像的降噪和灰度增强的图像预处理方法;通过SUSAN算法检测焊缝缺陷目标,并结合形态学孔洞填充算法修正缺陷目标;计算焊缝缺陷目标特征参数,并结合所设计的深度为4的二叉树分类识别逻辑流程,实现了较好的焊缝缺陷的检测结果。     

微间隙焊缝磁光成像检测方法

针对激光焊接紧密对接微间隙(0~0.1 mm)焊缝,研究一种基于法拉第磁光效应成像的焊缝检测新方法.以碳钢平板对接激光焊为试验对象,采用磁场激励器使焊件感应磁性并在焊缝处改变磁场分布,磁光传感器置于待测焊缝上方,不同磁场强度将导致磁光传感器偏振光不同角度的旋转,形成反映焊缝位置特征的磁光图像.对焊缝磁光图像进行滤波去噪、灰度转换以及形态学等处理,快速准确地提取出焊缝中心位置.结果表明,磁光图像能够有效反映微间隙焊缝位置,可以获得较高的测量精度,为解决微间隙焊缝检测和跟踪问题提供了一条有效途径.