基于多视觉的熔池图像处理与特征提取

提出了一种多视觉焊接熔池采集系统,采用复合滤光的方法,能够有效地克服弧光的干扰,获取清晰的熔池图像.针对采集的熔池图像特点提出了一系列的图像处理方法.首先对熔池图像进行中值滤波去除图像中的噪声,然后采用CANNY多阈值方法提取熔池边缘特征,并利用去伪边缘、迭代拟合处理,从而获得熔池边缘特征.利用提取的熔池边缘特征和CCD摄像机与熔池的位置关系,得出熔池的后托角和堆高.将计算的熔池堆高与实测熔池堆高对比,偏差小于0.06 mm,证明了双视觉特征提取在熔池图像中的有效性和可靠性.     

基于视觉传感的MAG焊图像采集及特征处理

针对MAG焊缝熔池区域图像的特点,利用滤波处理、图像分割和图像形态学等熔池图像的基本处理方法,开发出具有较高适应性和鲁棒性的图像处理方法。采用基于方向小波的边缘提取和基于活动轮廓模型的方法,更适合对焊缝熔池和间隙进行边缘提取。     

分段线性灰度变换在熔池边缘提取中的应用

电弧焊接过程中,熔池形态与焊接质量密切相关.应用图像处理方法得到熔池的边缘轮廓对提取熔池相关几何参数具有重要意义.采用分段线性灰度变换突出熔池区域,用Canny算子提取熔池图像边缘.试验结果表明:该方法能够有效提取熔池图像边缘,适用于熔池图像的实时处理.     

管道焊接熔池图像处理与特征提取

提出了一种管道焊接熔池成像系统,能够有效克服弧光干扰,获取焊接熔池在焊缝坡口内图像.采用基于统计的鲁棒图像处理方法,对熔池图像进行预处理,抑制飞溅等噪声.在图像自适应分割和边缘提取基础上,根据熔池图像和焊缝坡口图形特点,分别提取熔池图像在焊缝内的灰度分布特征以及焊缝坡口图形特征,得到熔池相对焊缝坡口的动态偏移量,以及熔池振动幅度和频率,为焊缝跟踪和焊接质量控制提供了视觉信息反馈.进行了焊接过程实时图像处理和特征提取试验,试验结果验证了熔池成像系统和图像处理方法的有效性和可靠性.     

基于边缘导向算子模板匹配的熔池轮廓提取方法

轮廓提取作为熔池的基本视觉形态特征,在焊接质量在线监测中起着重要作用. 文中建立了非熔化极惰性气体保护电弧焊(tungsten Inert gas welding, TIG)焊接工艺环境下的熔池视觉传感系统,采集了高质量的熔池图像. 针对TIG焊不锈钢熔池图像中弱边缘检测的难点提出了一种基于边缘导向算子模板匹配的熔池轮廓提取算法(operator template matching based on edge direction guidance, OTM-EDG),算法中首先基于非线性灰度变换方法增强弱边缘. 之后利用4个方向的Sobel算子与熔池图像进行卷积操作来判断后端弱边缘的方向并计算梯度图. 最后对梯度图进行边缘连接操作以及基于数学形态学的边缘平滑操作,得到需要提取的熔池轮廓. 结果表明,文中算法能够提取到封闭完整且定位准确的TIG焊不锈钢熔池轮廓. 在实际焊接环境中具有较高的鲁棒性,有效解决了熔池区域弱边缘难以准确检测的问题.     

基于数学形态学的熔池图像处理

建立了用于气体保护钨极电弧焊(GTAW)的CCD视觉传感系统.在一定的工艺条件下,通过视觉传感器采集较为清晰的焊接熔池图像.选择包括熔池的区域为处理区域,对该区域进行中值滤波,用数学形态学中的高-低帽变换增强熔池图像的对比度.然后对图像进行二值化处理,用基本数学形态学的腐蚀、膨胀、开启、闭合对图像进行处理,用边缘检测算子提取熔池边缘并细化,获得了比较好的效果.     

基于蚁群算法的铝合金MIG焊熔池边缘检测

针对铝合金MIG焊熔池边缘提取问题,建立了视觉传感和采集的实验系统并提出和设计了基于蚁群算法的熔池图像处理程序.介绍了系统与算法的结构,同时与基于Sobel算子、Canny算子的熔池边缘提取结果进行了对比.结果表明蚁群算法在熔池图像的分割和特征提取性能上具有一定的优异性.通过该算法提取的铝合金MIG焊接熔池清晰边缘,可以有效地克服熔池图像信号中的噪声,阴极雾化区的影响,为实现铝合金MIG焊过程实时检测与控制奠定了理论基础.     

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.     

基于分形和数学形态学的MAG焊熔池图像分析

焊接过程产生的烟尘、孤光以及飞溅导致焊接熔池图像中存在大量的噪声,运用对噪声敏感的图像处理方法很难准确地提取熔池图像的信息.提出了一种基于分形和数学形态学理论的综合图像处理方法.该方法利用分形理论中离散分数布朗随机场理论得到按分形维分布的熔池灰度图像后,采用常规的图像处理方法提取图像边缘,然后利用数学形态学中开运算和闭运算,得到图像的强连通边界,并利用二值形态学中的连通域检测去除噪声得到目标图像.试验结果表明该方法能够快速、准确地检测到熔池的边缘、高度、宽度以及面积等信息.     

铝合金MIG焊图像处理

本文针对铝合金MIG焊熔池图像特点,提出了一种快速而简单获取熔池边缘特征的方法。利用中值滤波方法有效地消除了图像的噪声,再采用阈值变换分离出有特性的区域,最终获取了光滑、连续准确的铝合金熔池轮廓曲线,并基于MATLAB软件设计了对处理后的熔池图像进行特征值参数提取。     

图像处理技术在CO2焊自动跟踪中的应用

利用CCD(电荷耦合器件)摄像及计算机熔池图像直接视觉传感方法，设计了一套基于面阵CCD计算机图像处理方法的CO2焊自动跟踪系统，图像经均值滤波和增值处理，再采用形态学的方法提取熔池边缘，从而确定熔池中心，即焊枪中心，以确定焊枪中心与焊缝的偏差，整个图像的处理时间为25ms?     

三光路熔池图像的视觉注意特征提取

焊缝跟踪和熔透控制都是焊接质量控制中的重要部分.试验采用三光路视觉传感系统,在铝合金脉冲GTAW焊接过程中,三个光路同时采集熔池正前方、斜后方、斜下方图像,并投影到同一幅图像上.图像包含了焊缝、正面熔池和背面熔池等丰富的信息.采用视觉注意的方法找到图像各部分与熔池特征参数相关的小区域进行处理,将图像中包含的熔池特征参数提取出来.结果表明,视觉注意方法用于焊接过程中熔池特征的实时检测时,由于只处理感兴趣的小区域,比一般方法具有更高的明确性以及高效性.     

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.     

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...     

基于形态学多尺度多结构的熔池图像边缘检测

熔池图像的边缘提取是实现焊接自动化的关键环节。本文提出采用多尺度多结构的形态学算子对熔池图像进行处理。运用matlab软件进行边缘提取并进行结果验证,同时将其与传统的边缘检测算子及采用不同结构元素的形态学算子进行对比。结果表明,该算子不仅能够提取完整的边缘,而且实现了边缘精准定位和去噪能力的最佳融合。     

基于计算机图像的钛合金电子束熔焊缝表面成形预测

通过视觉传感的方法,得到了钛合金电子束的焊熔池样貌。利用二值形态学图像处理方法处理了熔池的图像,获得了熔池的边缘,再通过研发的一套提取熔宽的程序准确地提取了熔宽,获得了焊缝表面成形与熔宽波动性之间存在的对应关系。     

铝合金TIG焊熔池正面图像模式识别

将图像处理与模式识别技术用于铝合金TIG焊接过程信息提取过程，根据铝合金熔池图像随机噪声强的特点，采用加权中值滤波，统计灰度边缘检测、统计期望阈值法和投影方法对铝合金熔池图像进行了预处理。探索了将神经网络用于焊接熔池图像处理的方法，采用BP神经网络对二值化熔池图像进行边缘提取，取得了理想的效果。研究了大电流条件下铝合金熔池图像的对称性，通过单面图像，得到了完全的熔池边缘图像。     

基于改进Snake算法的坡口中光致等离子体图像分割

光致等离子体是CO2激光焊的重要现象.厚板激光焊时,坡口中的光致等离子体图像受熔池等噪声影响,传统边缘提取算法易产生伪边缘,给后续分析计算带来困难.设计了坡口中光致等离子体图像采集系统,所获得的图像经高斯滤波后,为了克服熔池对光致等离子云图像的干扰,改进了主动轮廓模型Snake算法,基于OTSU算法完成等离子云图像的二值化和初步分割,设计了Snake模型能量函数并优化了相关参数,提取了坡口中光致等离子体边缘,与传统Sobel算子等方法比较,提高了等离子云边缘提取的准确性和可靠性.     

基于边缘迭代模型的激光沉积熔池宽度预测方法

根据熔池尺寸特征空间分布规律,提出了一种基于边缘迭代模型的熔池宽度预测方法。为了获得精确的熔池宽度,采用数学形态学的方法对熔池图像进行去噪,并用手动阈值的方法对熔池图像进行粗分割。之后利用Canny算法提取出熔池边缘。最后,使用边缘迭代模型进行边缘迭代,得到精分割后的熔池宽度。对比实验结果表明,该算法具有良好的检测精度和鲁棒性,且简易高效。     

基于结构光投影的焊接熔池图像获取与处理

建立一种主动视觉传感系统,以小功率激光器作为主动光源投射激光到特制光栅上,在焊接熔池表面形成变形激光条纹,用加了窄带滤光片和中性滤光片的CCD在系统另一侧实时拍摄熔池图像。选取合适的激光入射角度和CCD拍摄角度,较好的避开弧光对熔池图像的干扰,采集到熔池区变形激光条纹。对熔池图像特征进行分析,变形的激光条纹反映了熔池的下塌或上凸状态;成功提取熔池边缘和激光条纹边缘;通过标定、计算得到熔池正面几何参数,为今后实时检测焊接熔池表面的三维信息奠定了基础。