基于主动视觉的焊缝成形尺寸测量和缺陷识别研究

为了实现焊缝成形质量的在线检测,建立了一个基于主动视觉的焊后焊缝成形质量检测系统,同时对整个系统最重要的部分-图像处理进行了深入探讨。在图像处理过程中,首先进行图像预处理;在特征提取部分,用质心法提取结构光中心线;然后用RANSAC算法来拟合焊接母材;用面积法来提取结构光中心线上的特征点。最后得到焊缝成形的几何参数,还可以利用视觉检测系统得到的三维信息进行焊缝三维形貌重建。试验结果表明,该焊缝成形质量检测系统的图像处理方法可靠性高、鲁棒性强、运算速度快。     

基于改进MRF的冲压件轮廓缺陷图像分割算法

针对冲压件在生产过程中产生的表面缺陷视觉检测问题,提出一种改进的马尔可夫随机场图像分割算法.首先,应用基于像素的马尔可夫随机场算法,获取像素特征,提取基于像素的似然函数.采用随机区域合并算法获得区域特征,提取基于随机区域合并的似然函数.利用最大梯度算法获得图像的边缘特征,提取基于边缘的似然函数,用以恢复随机区域合并过程...     

基于线结构光视觉的焊缝类型识别与特征提取

提出一种基于概率神经网络的焊缝类型识别和亚像素级焊缝检测与特征提取算法。先对激光视觉传感器采集的焊接图像进行兴趣区提取、滤波、二值化等预处理操作,再采用概率神经网络识别焊缝类型,采用改进的Steger算法提取激光条纹中心线,并根据不同焊缝类型从Hough变换所得的条纹中心直线中提取出焊缝中心点位置、焊缝宽度等特征信息。实验结果表明,该方法的焊缝类型识别率和特征提取精度较高,具有很好的实用价值。     

基于机器视觉的管道焊接跟踪技术研究

针对爬行焊接机器人在管道自动焊接中对典型的V形坡口焊缝的定位与中心线的提取,设计了一种基于激光视觉检测的自动焊缝跟踪系统。提出了一种基于激光条纹图像特征的两步定位方法:第一步,建立模板匹配,利用模板匹配方式获取激光条纹位置区域;第二步,采用阈值分割和中心法提取激光条纹中心线,然后采用Shi-Tomasi算法对中心线进行角点检测,经过拟合直线求交点和逐列扫描对比得到焊缝坡口的4个拐点信息,并确定焊缝中心。通过对实际的焊接过程进行测试,结果表明:跟踪系统的平均纠偏误差在2像素以内,平均处理纠偏时间在120 ms以内,具有较高的精度和实时性。     

多层多道焊接结构光中心线提取

在对多层多道焊接视觉跟踪过程中,需要对结构光光条中心线上信息进行提取.要完成光条中心线提取需要解决光条形状复杂、光强度分布不均匀、焊豆或镜面反射等引起的结构光光条间断及环境噪声影响等问题.文中在研究已有中心线提取算法的基础上,提出了基于各向异性热扩散方程的结构光光条中心线提取算法.完成中心线提取后,选用已有算法对中心线上包含焊道信息的间断端点及高曲率角点进行检测,完成对结构光光条中心线上的特征提取.通过对文中提出的检测算法原理的分析及试验,试验结果证明该算法能够解决上述问题,同时与现有算法的比较可以看到文中在计算精度及速度上具有优势.     

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.     

数字图像边缘的快速提取算法研究

在机器视觉测量系统中,图像边缘提取是进行后续坐标计算的必要前提,为了提高图像边缘提取的速度与精度,提出一种新的数字图像边缘提取算法。用高斯滤波对图像进行平滑处理,根据八邻域的位置关系,经过灰度值的比较确定图像边缘。通过与常用的边缘检测算子Sobel算子和Canny算子的边缘提取效果的实验比较,该算法运算量小,速度快,且能直接提取出图像连续的单像素边缘,优于传统的图像边缘提取算法,实用性强。     

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.     

基于线结构光的铝合金对接焊缝特征提取方法研究

在对接焊缝的焊后质量检测中,由于环境干扰、材质反射程度及激光功率等因素的影响,造成焊缝表面信息的提取困难。针对上述问题,提出了一种基于线结构光的铝合金对接焊缝特征提取方法,设计了一种基于线结构光的视觉检测系统,实现焊缝表面激光条纹图像的快速采集。针对复杂环境下激光条纹图像的几何分布以及灰度特征,采用直线重投影、图像滤波、连通域分析等图像预处理操作,实现焊缝图像的ROI提取以及噪声滤波;采用加权灰度重心法提取激光条纹的中心线,并通过插值平滑算法得到连通性、拟合程度高的中心线;最后采用最大距离法得到对接焊缝特征点,并计算所需焊缝成形尺寸参数。试验结果表明,该方法能够有效提高图像检测效率及精度,满足工业检测标准。     

基于结构光的V型焊缝图像实时处理

为了在焊缝跟踪系统中准确获取焊缝中心位置,设计了一套基于结构光的V型焊缝中心提取方法。对焊缝图像采用中值滤波去除图像噪声,采用准固定像素个数阈值分割方法对图像进行二值化处理,采用基于二值形态学的边缘检测方法对二值化的图像进行孤点滤波和边缘检测,采用求取边缘上下两个边界点的平均值方法提取结构光的中心线,通过计算坡口截面重心坐标的方法来获取焊缝中心位置信息。实践表明,所采用的方法能够正确地提取焊缝中心位置信息,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。     

基于Qt的钢管壁厚在线检测软件设计

针对目前钢管端面壁厚的测量多采用人工抽检的方式,从而导致测量效率低、精度低、测量数据少的情况,对机器视觉测量技术进行了研究。基于机器视觉,设计钢管壁厚在线检测系统。通过对相机进行标定,获得图像像素值与实际值之间的关系,使用相机采集钢管端面图像,对采集得到的图像进行图像预处理、边缘特征点提取等操作;改进RHT圆检测算法,完成钢管端面圆形轮廓的检测,进而实现对钢管端面壁厚的测量。为了便于操作,基于Qt跨平台开发框架设计了钢管壁厚检测系统人机交互界面软件。结果表明：该系统具有良好的稳定性,检测误差约为0.1 mm,可以高效地完成壁厚检测任务。     

浅议无缝钢管连轧机组的轧制中心线

无缝钢管连轧机组的轧制中心线是否居中,直接决定着产品质量的优劣。介绍了无缝钢管连轧机组轧制中心线的确定及校核,并指出轧制中心线对产品质量的影响,同时对轧机设备的设计提出了建议。     

用于焊缝检测的比色图像偏心算法

提出了基于焊接比色图像偏心的概念并给出计算公式.从比色图像信号强度与焊接区域发射率、光谱辐射强度等的关系、比色值与焊接温度场及比色系统波长的关系以及比色图像偏心计算公式出发,分析了比色图像比色值分布对称性,推导并建立了焊接比色图像偏心与焊接区温度的函数值、焊缝中心与电弧中心偏差间关系模型.研究了以比色图像偏心作为检测对象的优异特性,给出了模型在某一焊接工艺参数条件下的数值解,发现模型的输出与输入有很好的线性关系.仿真试验证明以比色图像偏心可以代替焊缝中心偏差,为进一步研究比色图像偏心算法的实际应用打下理论基础.     

核电SA508-3钢大型筒体环焊残余应力分析

为了准确地预测核电SA508-3钢的大型筒体环焊温度和残余应力变化规律,基于ANSYS有限元软件,引入子结构法优化焊接模拟过程,并比较模拟结果与试验数据.结果表明,文中采用的计算方法成功地模拟了更加接近真实的筒体环焊过程,且模拟结果与实测值基本吻合;焊缝上所有节点的热循环曲线相似,热影响区的模拟宽度为4 mm左右;筒体外表面焊缝中心线上任意节点的残余应力大小相近,仅在靠近筒体外表面焊缝中心线附近存在一定的轴向压应力,其它区域大部分为拉应力,环向保持较高的拉应力;筒体焊后产生内凹残余变形;结果可为分析大型筒体环焊残余应力提供参考数据.     

棱形管与法兰角焊缝图像处理及特征提取

由于棱形管与法兰角焊缝的位置多变,且实际生产中棱形管端面加工精度不高,自动化焊接程度低,文中搭建了一套棱形管与法兰环焊缝的自动化焊接系统,对于提高棱形管与法兰焊接的自动化程度有较大的应用价值。该系统通过CMOS相机和单条纹激光组成激光视觉传感器,获取角焊缝位置和间隙信息。针对采集的图像及工件特征,设计了适合的图像处理算法,首先采用了灰度变换、均值滤波和形态学处理的方法对图像进行预处理,然后根据对激光条纹图像灰度值分析结果,寻找合适的阈值,并采用极值法提取光条中心点,最后采用霍夫变换拟合直线,提取出角焊缝位置信息,并提出激光条纹端点搜索方法,提取出了角焊缝间隙大小。结果表明,该图像处理方案效果较好,抗干扰能力较强,可以准确的提取出焊缝中心位置和间隙大小,满足焊接机器人对焊缝跟踪的要求以实现自动化焊接。 创新点： (1)设计出适用于棱形管与法兰角焊缝的自动化焊接系统。 (2)设计了适用于该系统的焊缝中心位置提取算法。 (3)设计了角焊缝间隙提取算法。     

基于双目视觉的钻杆接头定位系统设计

文章针对某地质钻杆摩擦焊接工作站钻杆接头自动上下料需求,在不改变原有工件存料方式的基础上,设计基于双目视觉的钻杆接头定位系统。利用大恒MER-500系列摄像机采集图像信息,并将其上传到工控机进行图像预处理及边缘检测;然后采用最小二乘法拟合椭圆,确定工件圆心坐标位置,并对圆心点进行排序;最终将工件坐标信息传给ABB机器人,实现工件的视觉定位及抓取。结果表明,利用最小二乘法拟合椭圆能够满足工件定位精度的要求。该定位系统可为类似工件的机器视觉定位提供借鉴。     

基于线结构光的管棒材捆缝与捆丝识别方法研究

特钢管棒材精整过程需要对其进行打捆和拆捆操作,而人工拆捆工作环境差、强度高。针对拆捆过程捆缝状态和捆丝识别这一难题,提出一种基于线结构光的管棒材捆缝与捆丝识别方法。提出一种基于图像各亮度值像素数量的二值化阈值算法,通过计算满足亮度的像素点数量得到二值化阈值,以减弱环境光照影响;针对单张图片视野无法确定最大捆缝位置的问题,提出一种基于圆弧顶点和端点特征的激光图像拼接算法;最后,提出一种基于霍夫变换和连通域分析的捆丝数量和状态识别算法,实现对生产现场不同规格管棒材捆丝特征的精确识别。实验结果表明：提出的二值化阈值算法相较传统算法对激光条纹的识别率更高,且速度提升17%;最大捆缝和捆丝识别算法的检测误差小于3 mm,完全满足实际生产需要。     

螺旋缝焊管生产中带钢跑偏现象分析及应对措施

螺旋缝焊管生产过程中带钢跑偏现象是客观存在的。结合生产现场调试实际案例,对可能造成带钢跑偏的原因进行了分析,并提出了有效的应对措施,如调整工艺参数,合理优化矫平机的下压量或递送机的压力,调整带钢的参数位置等。