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《不等厚激光拼焊板焊縫質量檢測圖像處理方法》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、56·焊接質量控制與管理·焊接技術第39卷第4期2010年4月文章編號：1002－025X(2010)04-0056-06不等厚激光拼焊板焊縫質量檢測圖像處理方法1，211，2許敏，趙明揚，鄒媛媛（1.中國科學院沈陽自動化研究所，遼寧沈陽110016；2.中國科學院研究生院，北京100049）摘要：針對激光拼焊過程中的各種噪聲干擾，使得焊縫圖像復雜多變，本文對結構光視覺焊縫質量檢測系統圖像處理方法進行了深入研究。在圖像預處理中，首先通過加窗處理來獲得興趣區(qū)域，采用中值濾波去除圖像噪聲。針對母材區(qū)域和焊縫區(qū)域對結構光反射率不同，提出了使用局部閾值來
2、分割目標圖像的方法，并使用形態(tài)學開運算進一步去除噪聲干擾；在結構光條紋中心線提取過程中，使用模板法獲得了條紋的邊界并用幾何中心法提取了條紋中心線；提出了基于焊縫灰度圖像的灰度突變和擬合直線法來檢測特征點的方法。試驗表明，該方法具有較高的特征點檢測可靠性，并且運算速度快、抗干擾能力強，具有較高實用價值。關鍵詞：激光拼焊；焊縫圖像；結構光條紋；特征點檢測中圖分類號：TG115.28文獻標志碼：B具有很大的實際意義。0概述本文針對激光拼焊焊縫圖像的特點，提出了一激光拼焊技術是汽車工業(yè)中廣泛使用的在沖壓成種基于結構光視覺的焊后焊縫表面質量檢測系統，形前將
3、2塊或多塊不同厚度的板材焊接起來再成形的并對系統的圖像處理方法進行了深入研究，為激光［1－2］一項新技術，其作為一項實用化的關鍵技術，已廣拼焊焊后焊縫表面質量檢測系統的實際應用奠定了［3－4］泛應用于汽車車身制造中。由于激光拼焊板對焊縫基礎。的質量要求非常嚴格，為了保證焊接質量，在焊接過程中必須對激光拼焊板的焊縫質量進行實時檢測。1焊縫質量視覺檢測系統焊后焊縫表面質量缺陷主要包括焊縫過窄、錯1．1結構光視覺檢測技術的檢測原理［6］邊、咬邊、小孔等，這些缺陷將會嚴重影響激光拼焊結構光視覺檢測技術采用三角測量原理，當激板的使用性能。對焊縫進行無損檢測
4、是保證其正常、光光源照射到物體上某點時，該目標點的圖像通過透安全、可靠的重要技術手段。傳統的焊縫表面缺陷檢鏡匯聚到傳感器上形成像點，不同高度的像點在傳感測方法主要是使用焊縫檢驗尺等測量工具進行離線測器上成像會發(fā)生一定量的偏移，在基線長度已知、光量。由于受檢查人員技術水平和經驗的影響，很容易源和傳感器及透鏡相對位置確定的前提下，通過測量出現誤檢和漏檢。與傳統的檢測方法相比，基于結構傳感器上像點的位置就能確定被測物體與測量儀器之光視覺傳感的檢測方法可靠性高，并且檢測的數據可間的距離。永久保存，從而有利于后續(xù)的統計分析。目前，國內1．2焊縫質量檢測系統
5、的檢測對象哈爾濱工業(yè)大學焊接國家重點實驗室開發(fā)了基于結構在激光拼焊板的生產過程中，焊縫表面常會出現［5］光視覺的焊后檢測系統，該系統能夠對埋弧焊焊縫兩類缺陷：焊縫表面幾何形狀缺陷，如錯配、咬邊的外觀尺寸和連續(xù)性進行檢測；國外Soudronic公司等；焊縫表面形貌缺陷，如小孔等。焊縫質量檢測系開發(fā)的焊后焊縫質量檢測系統可對釬焊、弧焊、激光統的檢測對象即為這兩類缺陷。焊的焊縫進行檢測。雖然國內外相關機構做了一定的1．3焊縫質量檢測系統的硬件組成研究，但技術還不完善，因此，對其做進一步的研究基于結構光視覺的激光拼焊焊縫表面質量檢測系統主要由圖像處理單元
6、和檢測傳感裝置構成。圖像處收稿日期：2009－10-09基金項目：國家自然科學基金項目（50705095）理單元由圖像采集卡、工控機等構成；檢測傳感裝置WeldingTechnologyVol．39No．4Apr.2010·焊接質量控制與管理·57主要由CMOS相機、一字線形激光發(fā)射器和LED光為了提高圖像處理的速度，需要對原始圖像設置源構成，其結構如圖1所示。該傳感裝置可以同時獲興趣區(qū)域，即對原始圖像進行加窗處理。加窗后圖像取焊縫結構光光紋圖像和焊縫灰度圖像。其中結構光大小為200×490，加窗處理后的圖像如圖3所示。光紋圖像用來檢測焊縫表面是
7、否存在幾何形狀缺陷，焊縫灰度圖像用來檢測焊縫表面是否存在小孔等表面缺陷。冷卻水傳感器電纜接口冷卻板攝像機圖3加窗處理后的圖像鏡頭LED環(huán)形光源激光發(fā)射器2．2中值濾波由于受焊接激光、煙塵、飛濺等干擾影響比較度高激光條紋裝焊縫大，原始焊縫圖像中孤立噪聲點很多，嚴重影響圖像安的后續(xù)處理，為此必須采取必要的平滑濾波處理。但一般的低通濾波器在平滑圖像的同時也使圖像的細節(jié)氣孔裂紋工件變得模糊，為此采用中值濾波，目的是保護圖像邊緣圖1焊縫檢測傳感裝置的同時去除噪聲。試驗中采用了3×3的中值濾波算子進行中值濾波，濾波后的圖像如圖4所示，濾波后2圖像預處理算法及
8、試驗研究的圖像與原始圖像相比，明顯去掉了噪聲干擾和結構激光拼焊焊縫表面質量檢測系統圖像處理基本可光的鏡面反射。分為2步，首先，將所獲得的
