[发明专利]一种焊缝图像特征信息提取方法

说明书

本发明涉及一种焊缝图像特征信息提取方法，包括以下步骤：S1、对包含激光扫描条纹的焊缝图像进行预处理，得到去噪后面积减小的包含全部激光扫描条纹的初始化图像；S2、通过结合方向模板的脊线跟踪方法提取初始化图像中激光扫描条纹的中心线；S3、通过斜率分析法对激光扫描条纹中心线分段，通过最小二乘法分别对每段激光扫描条纹中心线进行直线拟合，得到的拟合直线的所有交点为焊缝特征点。与现有技术相比，本发明脊线跟踪方法由于处理图像点数少于其他方法，因此计算速度快；而方向模板方法能够使提取的中心点位置精度达到亚像素级别，所以本方法不仅能识别焊缝特征点，而且具有计算速度快、精度高的特点。

技术领域

本发明涉及焊缝跟踪领域，尤其是涉及一种焊缝图像特征信息提取方法。

背景技术

随着工业自动化的迅猛发展，焊接自动化也越来越被工业领域广泛地接受和应用，尤其是在应对一些高难度高要求的大型钢结构设备焊接中，如飞机、轮船等。要实现焊接自动化，焊缝自动跟踪是一大关键。实现焊缝跟踪，其中最关键的技术问题是要实现焊缝的自动识别。目前，基于视觉传感器的焊缝识别正在快速发展并得到了广泛应用，其中由CCD和激光组成的激光视觉传感器由于具有结构简单、测量精度高等优点更得到了广泛应用。基于视觉传感的焊缝识别需要用到图像处理技术，而图像处理的复杂性、多样性等特点促使对焊缝的识别成为研究热点。激光视觉传感是将激光投射到焊缝表面，得到包含焊缝轮廓信息的条纹。为了识别出焊缝特征信息，需要得到光条中心，并分析处理得到焊缝特征信息。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种焊缝图像特征信息提取方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种焊缝图像特征信息提取方法，包括以下步骤：

S1、对包含激光扫描条纹的焊缝图像进行预处理，得到去噪后面积减小的包含全部激光扫描条纹的初始化图像；

S2、通过结合方向模板的脊线跟踪方法提取初始化图像中激光扫描条纹的中心线；

S3、通过斜率分析法对激光扫描条纹中心线分段，通过最小二乘法分别对每段激光扫描条纹中心线进行直线拟合，得到的拟合直线的所有交点为焊缝特征点。

优选的，所述步骤S1对包含激光扫描条纹的焊缝图像进行预处理的过程具体包括：去噪、阈值分割和感兴趣区域提取。

优选的，所述步骤S2具体包括：

S21、选取初始化图像中灰度最大值点作为跟踪起始参考点；

S22、用方向模板确定跟踪起始参考点的法线方向，求出法线方向上的亚像素中心点，作为脊线跟踪的中心跟踪起始点；

S23、用方向模板确定当前中心跟踪起始点的切线方向，将中心跟踪起始点在其切线方向上按一个像素的步长延伸并取整，得到新的中心跟踪起始点；

S24、循环进行步骤S23直到达到跟踪中止条件时中止跟踪；

S25、判断已跟踪提取的中心线是否为激光扫描条纹的完整中心线，如果是，则跟踪停止，若否，则进行步骤S26；

S26、以已跟踪提取的中心线的两端点为基准，去除已提取的中心线所在的整个激光扫描条纹图像区域，在其他未跟踪区域循环步骤S21～S25。

优选的，所述步骤S24中达到跟踪中止条件具体包括：新的跟踪起始点至少满足以下三者之一：1)已到达目前图像的边界，2)已被跟踪过，3)已到达非激光扫描条纹图像区域。

优选的，所述步骤S25中判断已跟踪提取的中心线是否为激光扫描条纹的完整中心线的依据为：提取的中心线像素点总数与焊缝图像的激光扫描条纹长度的像素点总数一致。