基于像素方差分析的焊缝边缘检测方法

在焊接图像处理中,噪声信号的干扰直接影响了边缘检测的精确度和系统的实时性能.针对焊接图像的特点,提出一种基于邻域像素灰度分布均匀度分析的边缘检测方法,讨论了该算法的原理,并应用Matlab语言对算法进行焊接图像边缘提取仿真试验.仿真结果和传统边缘检测算法比较表明:该方法能有效抑制图像中大量存在且分布复杂的噪声信号,准确检测出焊缝的边缘.该算法对噪声的敏感程度明显低于传统的焊缝边缘检测算子,更适用于焊接过程图像的焊缝边缘检测.算法可靠性好,易于实现;缺点是边缘响应不是单像素的.     

MAG焊熔池图像的灰度形态学分析

图像处理在焊接过程跟踪控制和焊接质量建模中越来越受到重视,而MAG焊是目前国内最常见的焊接方法之一,作者采用数学形态学的方法来进行MAG焊熔池图像的分析.针对MAG焊图像,除了进行灰度形态学的四种基本运算之外,提出了一套完整的从图像的预处理到边缘检测形态学算法.结果表明,灰度形态学算法非常适合于处理焊接熔池图像.     

基于迭代算法的焊接电弧发射系数重建

采用代数迭代重建算法(ART)来恢复焊接电弧等离子体发射系数.开发了ART算法的MATLAB语言计算程序,并通过一个已知的偏置高斯模型验证了该算法的有效性.以一个TIG焊接电弧为例,图像法测量得到电弧光谱强度,利用所开发的ART算法程序重建了发射系数,并将计算结果与常用的Abel逆变换恢复的发射系数进行了比较.结果表明,ART算法的重建精度较高,可用于焊接电弧发射系数的恢复.     

灰度形态学提取焊接熔池图像边缘技术

在由CCD捕获的CO2焊接熔池图像中,存在着大量的点状噪声和线状噪声,要精确地检测出熔池图像的边缘比较困难.采用基于数学形态学理论中的灰度形态学数字图像处理技术,结合焊接熔池图像自身的特点,借助灰度图像二值化取阈值法中的矩量保持法确定结构元素值的大小,通过合理设计形态学滤波器形状和运算顺序,成功地提取出了焊接熔池图像的边缘,通过比较,新的图像处理算法的处理效果非常明显,对后续的焊接质量控制和焊缝跟踪工作提供了非常有用的熔池信息.     

旋转电弧传感器焊枪空间姿态识别

旋转电弧传感器焊枪空间姿态识别主要包括焊枪偏差和焊枪倾角的识别,是实现焊缝跟踪和提高焊接质量的必要条件.首先建立了焊枪倾角和偏差变化与电弧长度变化的数学模型,在此基础上提出了特征平面焊枪空间姿态检测算法,该算法充分利用了旋转电弧传感器检测得到的三维信息,采用最小二乘方法构建特征平面,根据特征平面与坐标平面交线的斜率来检测焊枪的左右偏差和倾角.结果表明,将该算法用于焊枪倾角和左右偏差的检测,其倾角检测误差为±7.85°,偏差检测误差为±0.42 mm,满足实际焊接工程需要.     

基于电弧形态的熔滴过渡形式识别

针对焊接过程明暗视场的特点,使用宽动态范围相机采集了较清晰的三种熔滴过渡形式图像. 为了避免电磁干扰条纹的影响,提出一种改进的Canny算法提取电弧边缘. 在获得非闭合电弧边缘的基础上,提出一种改进的快速行进法(fast marching method,FMM),重新定义了FMM的速度函数和停止准则,获得了完整的电弧形态区域和闭合的电弧边缘. 提出一种基于标记图的识别方法对三种熔滴过渡形式进行识别. 结果表明,文中算法可有效对射滴、射流、旋转射流三种熔滴过渡形式进行电弧形态提取和过渡形式识别.     

傅立叶变换在熔池图像特征提取中的应用

熔池图像特征的提取对于分析焊接质量十分重要,而频域图像处理算法相对空域有很多优势,可以克服传统的空域图像处理算法对噪声敏感的不足,并有利于增强图像特征.为此,首先采用中值维纳滤波方法对焊接熔池图像进行组合滤波去噪,然后对去噪后的熔池图像运用基于傅立叶变换的巴特沃思滤波器进行高通滤波,以增强图像,并采用加强滤波算法对图像实现补偿,同时进行直方图均衡化,最后运用Canny算子边缘检测与数学形态学运算获得熔池边缘,提取出熔池特征信息.结果表明,运用傅立叶变换高频加强滤波进行熔池图像增强处理,并结合空域中较为成熟的图像处理算法,可以得到较好的熔池特征提取效果.     

基于多结构元素形态学的射线焊缝缺陷检测方法

针对射线探伤中采集的焊缝图像存在对比度低,噪声干扰及边界模糊等特点,提出了一种基于多结构元素形态学的射线焊接图像缺陷边缘检测方法。在对原始射线焊接图像进行预处理、焊道提取后,选取了多尺度多结构元素,运用灰度形态学方法对焊接图像进行缺陷边缘检测与提取。试验结果表明,对比传统的边缘检测算法,该方法能有效提取图像中的焊接缺陷边缘,且其连续性和完整性较好。     

基于多经验参数约束的等离子弧焊熔池边缘检测

对等离子弧焊接熔池图像边缘提取算法进行了研究.拍摄了等离子弧焊接正面熔池,发现强烈的正面电弧弧光被熔池液态金属表面反射后在图像中形成大面积的灰度饱和区,弧光区域边界的灰度梯度远大于真实熔池边缘的灰度梯度,导致常规的图像处理算法不能准确地将熔池边界提取出来.针对这一问题,提出多经验参数约束的边缘检测算法,使用前n幅已处理熔池图像边缘信息和弧光最小外接曲线等多种经验参数作为引导信息对图像边缘进行约束,剔除伪边界,检测出真实的熔池边缘信息.将所提取的边缘信息与试验测量结果进行比较,表明所提出的算法能够有效快速地检测出熔池边缘.     

局部干法水下焊接电弧预热技术

针对局部干法水下焊接接头硬度过高等问题,根据固定式排水罩的特点,提出利用电弧进行预热的方法来改善局部干法水下焊接质量,阐明了预热垫板的设计安装和水下电弧预热的操作方式,并对水下电弧预热的可行性进行了试验验证. 通过焊接接头的工艺试验,对比焊前预热和未预热条件下所得焊接接头的综合力学性能. 结果表明,增加水下焊接预热功能后,焊接接头热影响区的最大硬度明显降低,冲击吸收功明显增加,有效改善了水下焊接接头的综合力学性能.     

一种基于先验知识的弧焊机器人图像处理方法

在弧焊机器人视觉检测的CCD直接拍摄图像方法中,针对带有黑笔记号、划痕、并与焊缝交叉干扰的复杂对接焊缝图像,文中提出了一种实用的焊缝轨迹的识别方法,并对该算法中的骨架细化及边缘链的拆分、合并剪枝和基于先验知识的位置关系判断等关键问题进行重点阐述. 结果表明,该算法能有效地去除复杂焊缝图像中的黑笔记号、划痕和交叉干扰,最终自动提取焊缝轨迹. 该算法具有较强的适应性和可扩展性,稍加改进就可应用于其它复杂图像上. 如带电弧光或结构光等的图像. 该算法能为弧焊机器人视觉检测的智能化的进一步提高提供一定的技术参考.     

旁路耦合电弧MIG焊熔池视觉实时检测

提出了一种高效旁路耦合电弧MIC焊方法,针对该方法利用普通CCD摄像机配合复合滤光镜片在连续大电流条件下,获取了清晰的熔池图像.利用数字图像处理技术,通过Labview软件IMAQ模块对熔池图像进行实时处理,通过对比分析各种图像处理方法提取熔池边缘的结果,得到了最佳的形态学处理方法,并进行了熔池宽度的实时检测.结果表明...     

CO2焊熔池图像的Bubble小波零交叉边缘检测

在用CCD捕获的CO2焊熔池图像中存在大量的弧光噪声和飞溅形成的点噪声，要准确地检测熔池图像的边缘较为困难。首先采用中值滤波和乘法运算对CO2焊图像进行降噪处理。基于零交叉边缘检测方法和多孔算法，研究了熔池边缘的Bubble小波检测方法及算法实现，对比分析了不同小波尺度对边缘检测结果的影响。试验结果表明，用Bubble函数构造的小波基对提取熔池边缘效果较好，为熔深控制、焊缝跟踪等奠定了坚实的基础。     

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.     

GMAW短路过渡焊接熔池的视觉检测

针对GMAW短路过渡焊接过程的熔池视觉检测,采用普通工业CCD摄像机,通过光谱分析选择窄带复合滤光器。设置了CCD摄像机曝光时间,分析短路过渡电压波形,确定了CCD摄像机采集时刻并设计了短路检测及CCD摄像机外触发电路,准确地将CCD摄像机的曝光时刻定位于短路过渡阶段。提出了正前方小角度和正后方大角度的图像采集方式。结果表明,采用以上图像采集方案,利用普通工业CCD摄像机可拍摄到连续清晰且不失真的熔池图像。并设计了图像处理算法,提取出完整的熔池边缘。     

Realizing precision pulse TIG welding with arc length control and visual image sensing based weld detection

Methods of arc length control and risual image based weld detection for precision pulse TIG welding were investigated. With a particular all-hardware circuit, arc voltage during peak current stage is sampled and integrated to indicate arc length, deviation of are length and adjusting parameters are calculated and output to drive a step motor directly.According to the features of welding image grabbed with CCD camera, a special algorithm was developed to detect the central line of weld fast and accurately. Then an application system were established, whose static arc length error is 0. 1 mm with 20 A average current and 1 mm given arc length, static detection precision of weld is 0. 01 mm, processing time of each image is less than 120 ms. Precision pulse TIG welding of some given thin stainless steel components with complicated curved surface was successfully realized.     

焊缝位置识别的图像处理方法设计

在基于视觉的自动焊接中，由于焊缝图像是复杂多变的，要准确得到焊缝位置选择合理高效的处理算法是非常重要的。针对这一问题为焊缝图像提出了一系列处理步骤，它包括中值滤波、自适应阈值二值化、孤点滤波、边缘检测，焊缝位置搜索五步，其中详细叙述了重要的自适应阈值二值化与孤点滤波算法。在每一步处理中都用了四幅完全不同的焊缝图像做了观察和对比，结果显示所选算法产生较好的处理效果。     

基于亚像素的埋弧焊焊缝图像处理

埋弧焊是普遍使用的熔焊方法之一,具有生产效率高、焊缝成形好、没有弧光辐射等诸多优点,应用前景广阔.为了提高埋弧焊焊接过程的自动化和智能化,对埋弧焊精密跟踪技术的要求不断提高,需对焊缝间隙和坡口边缘进行精密检测.在此提出了一种基于B样条变换的亚像素定位算法,该算法是在对图像进行一次Marr-Hildreth边缘检测后再进...