基于改进GWO-GRNN的管道焊缝三维重构测量

为提高双目相机不同位姿下焊缝的三维重构测量精度,提出一种基于立体视觉图像误差补偿的管道焊缝三维重构测量方法。采用改进灰狼算法(IGWO)优化广义回归神经网络(GRNN)补偿焊缝三维重构图像点的坐标误差。采用混沌映射、非线性收敛因子和最优记忆保存思想对GWO算法进行改进,通过8个标准测试函数进行仿真验证;利用优化后的GRNN模型对图像点坐标误差进行预测和补偿,计算三维坐标重构出焊缝点云,三维测量焊缝的焊宽、余高和长度。试验结果表明：该模型在双目相机不同的位姿状态下都能较准确地实现焊缝的三维重构,焊缝的三维测量相对误差在0.9%以内。     

用G—1型射线底片三维检测测仪测定焊缝缺陷的深度

主要介绍Ｇ－１型射线底片三维检测仪测定焊缝中缺陷（未焊透，气孔，夹渣，边缘未熔合等）的埋藏深度和自身高度。测定结果经实际解剖验证，其绝对误差＜０．３ｍｍ，相对误差一般在５％以下。     

焊缝表面缺陷对声发射源定位的影响

根据实验结果，讨论了焊缝表面缺陷与声发射信号的关系，从声发射源定位原理出发，分析了焊缝表面缺陷对声发射源定位的影响，提出了提高源定位精度的建议。     

基于数值三维重构的含缺陷非均质材料力学性能研究

缩松和夹渣缺陷是铸件的常见缺陷,这类缺陷非均匀地分布在铸件基体中,割裂了材料的连续性,在零件服役过程中极易引起应力集中而导致零件失效,因此综合考虑非均质性特征对材料力学性能的影响具有重要意义。本文基于平板铸钢件浇铸实验,采用连续切片法获得铸件整体切片序列影像,并基于数字图像处理构建了内含缺陷的三维空间点阵,进一步采用空间点阵映射算法建立非均质材料有限元模型,在此基础上进行了均质与非均质试样模型的拉伸过程模拟研究。结果表明,采用非均质模型能更为准确地表达试样的力学性能。     

在用压力容器焊缝缺陷的检修与评定

提出了对在用压力容器的焊缝检测，修理和评定意见并提供了一评定实例。     

激光焊熔池图像三维形态恢复算法分析

利用熔池图像表面的明暗变化恢复熔池表面三维形态,分析熔高和熔宽等特征与焊接质量的关系.试验装置采用红外激光辅助光源和带有近红外窄带滤波组合系统的高速影像设备实时捕捉熔池动态图像,并根据统计学估计光源位置参数,采用基于单幅熔池灰度图像的明暗恢复形状技术(shape from shading,SFS)中的局部分析算法来恢复熔池三维表面形态,并通过中值滤波和三次样条插值对三维重建后熔池形状进行去噪和平滑处理.结果表明,所采用的方法能有效地恢复熔池表面信息,为大功率盘形激光焊接过程中根据熔池二维图像预测焊缝成形提供了一种方法.     

焊缝轮廓线激光检测系统开发及算法实现

目前焊缝表面检测主要依靠肉眼观察和简单测量实现,其科学性、精确性受到检验人员主观因素的影响。线激光扫描方法是工业应用中比较先进的非接触轮廓检测方法。通过线激光扫描,利用激光三角测量法可以得到物体轮廓,进而得到物体的形貌信息。基于上述技术,开发了一套焊缝轮廓线激光检测系统,系统由半导体线激光器、CMOS工业相机、LabVIEW虚拟仪器软件平台组成。基于LabVIEW编写了包括图像采集、图像处理与焊缝轮廓计算的系统,能够得到较为准确的焊缝表面轮廓信息。     

一种用于焊接工件三维重建的视差图分割算法

在遥控焊接中采用立体视觉传感建立焊接工件的三维模型时,视差图的分割是重要步骤之一.文中对经典USF平面距离图分割算法进行改进,通过增加区域合并步骤,使之能够分割含有圆柱面的立体视差图.区域合并步骤分为边界探测和合并曲面两步.在边界探测步骤记录平面分割所得区域的边界像素;合并曲面步骤通过比较相邻区域的边界像素间的法向量夹角和距离,判断相邻区域是否属于同一曲面,并将属于同一曲面的区域赋予相同的标签.文中给出了马鞍形工件的立体视差图分割结果,证明了算法的可行性.

Abstract：

In remote welding, the segmentation of disparity map is an important step to create 3D model of weld workpiece by stereo vision sensor. In this paper, the USF plane range image segmentation algorithm was introduced into disparity map segmentation, and by a region combination step, the revised algorithm can deal with the disparity map containing cylinder surface. The combination step could be divided into boundary detecting and curve region relabeling. During boundary detection, the pixel at the boundary of the segmented region after plane segmentation was recorded. In curve region relabehng, the adjacent regions in the same curved surface were assigned with the same label by comparing the boundary pixels' normal direction and distance between them. A segmented result of disparity map of saddle workpiece is shown to prove the feasibility of the algorithm.     

基于最大熵的激光焊接等离子体三维重建

利用高速摄影机同时记录等离子体的主视图和侧视图,采用区域生长方法提取图像上的主视图和侧视图,将所得图像作为计算机层析的投影进行处理,最后采用最大熵算法重建出等离子体的三维图像.重建结果显示:等离子体对激光功率的屏蔽的周期性变化导致等离子体积随着时间作周期性变化.     

Weld pool boundary and weld bead shape reconstruction based on passive vision in P-GMAW

A passive visual sensing system is established in this research, and clear weld pool images in pulsed gas metal arc welding （ P-GMA W） can be captured with this system. The three-dimensional weld pool geometry, especially the weld height, is not only a crucial factor in determining workpiece mechanical properties, but also an important parameter for reflecting the penetration. A new three-dimensional （3D） model is established to describe the weld pool geometry in P-GMAW. Then, a series of algorithms are developed to extract the model geometrical parameters from the weld pool images. Furthermore, the method to reconstruct the 3 D shape of weld pool boundary and weld bead from the two-dimensional images is investigated.     

基于Canny算子的焊缝图像边缘提取技术

为了实现对焊缝表面缺陷的自动检测与分类,研究一种有效识别焊缝表面缺陷的激光视觉检测方法. 通过激光视觉传感器采集焊缝图像并进行预处理,包括图像分割,灰度化,平滑去噪以及焊缝轮廓提取. 采用方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradient, HOG)提取焊缝激光条纹轮廓图像的特征向量. 其次,基于5折-交叉验证网格搜索方法进行模型参数寻优,最终建立了支持向量机(Support Vector Machine, SVM)智能模型识别与分类焊缝表面缺陷. 通过调整焊缝轮廓提取算法、HOG特征维度得到不同特征数据并进行对比、分析焊缝缺陷的识别效果. 在相同试验条件下,发现支持向量机比随机森林分类器、K最近邻分类器以及朴素贝叶斯分类器的识别率更高,达到97.86%. 基于HOG-SVM的焊缝表面缺陷智能识别方法可有效提高焊缝缺陷(气孔、凹陷、咬边)及无缺陷的分类精度.     

X射线焊缝图像中缺陷的实时检测方法

为了检测X射线探伤图像中螺旋钢管焊缝缺陷,提出了一种新的实时自动检测算法。它是一种基于图像空间特性(空间对比度与空间方差)的模糊识别算法,与人眼视觉识别特性相近,与其它传统缺陷检测算法相比,有较低的漏判率和误判率,并能满足生产线上实时检测的要求。     

3D microstructure reconstruction of chrome carbide weld overlays

This paper addresses a current debate about the morphology of M₇C₃ phase in the chrome carbide overlay (CCO) and white iron community. This morphology was investigated using a serial sectioning technique in combination with computer post-processing software. A 600×600×300 μm volume of CCO was reconstructed in three dimensions (3D) to determine the difference between blade and rod-like carbide morphologies. The 3D analysis revealed that the two carbides morphologies correspond to the same hexagonal rod-like structures, but are oriented in different directions relative to the sectioning plane.     

用于遥控焊接的焊缝特征检测算法

提出了一种焊缝特征检测算法,用来进行遥控焊接立体视觉中的立体匹配。首先使用灰度形态学中的底帽变换对图像进行预处理,突出了焊缝部分,并通过Canny算子边缘检测以及闭操作获得封闭的像素级焊缝边缘;根据焊缝边缘连续和宽度有限的特点对检测出的边缘点进行筛选,剔除其中的错误点;然后对边缘离散点进行三次平滑样条拟合获得连续、光滑的亚像素级精度的焊缝边缘特征点。最后利用检测出的特征进行焊缝特征立体匹配和三维重建试验,结果表明,文中提出的特征检测算法快捷、准确,且抗干扰能力强。