[发明专利]一种基于逐层缩进策略的新型焊缝中心线提取方法

说明书

本发明公开了一种基于逐层缩进策略的新型焊缝中心线提取方法，包括：获取焊缝的含有深度信息的RGB图像，进行二值化处理；建立基准平面坐标系；获取焊缝区域内焊缝轮廓边缘的坐标，并且根据该坐标绘制焊缝轮廓，获得根轮廓图像；以根焊缝轮廓为基准，多次向内收缩d个欧式距离，获得绘制有多个子焊缝轮廓的图像；在基准平面坐标系基础上，找到所有子焊缝轮廓的最大值和最小值；由内向外依次使用直线连接每个焊缝轮廓的上顶点，同时使用直线由内向外依次连接每个焊缝轮廓的下顶点；最后，将多个子焊缝轮廓中最内部的子焊缝轮廓的上顶点和下顶点进行连线，得到一条焊缝中心线。

技术领域

本发明涉及焊缝中心线提取技术领域，特别是涉及一种基于逐层缩进策略的新型焊缝中心线提取方法。

背景技术

焊接技术被誉为“工业裁缝”，被广泛应用到汽车、航空航天、海工等众多领域。传统的手工焊接方式早已不能满足现代企业的焊接要求，因此自动化焊接成为主流应用技术。而焊缝中心线的提取是自动化焊接过程中至关重要的基础技术。焊缝中心线提取工作的精度直接决定了焊缝识别的成功率和焊接效率，且对提高焊接质量有着重要意义。

焊缝跟踪过程中产生的弧光、烟雾以及飞溅会影响采集图像的质量，很大程度上会干扰焊缝中心线的识别准确度。获取焊缝中心线的位置是保证焊缝定位精度的重要因素，焊缝中心线提取也是传感器开发过程中的关键技术之一。

目前，在焊缝中心线的识别和定位工作中采用较多的是激光中心线提取方法。由于激光结构光三维重建的局限性，主要采用边缘检测和拟合的方式，这种方法适合没有噪声干扰的情况下对激光中心线进行提取。采用阈值分割的方式提取激光条纹，这种方法当出现较大弧光干涉时，提取的激光条纹区域将包括弧光区域，导致激光中心线提取失败。这些方法都无法适应大噪声干扰的情况。

飞行时间测距最早应用在超声测距仪上，其原理为：向被测物体发射可调制的红外光线，经接收端接收，通过分析发射光线与接收光线的相位差和时间差，从而获得待测物体的深度信息。再结合传统摄像头的拍摄，能够得到物体的三维信息。随着精密电子技术和微电子工艺的发展，解决了ToF摄像头分辨率低、噪点多、对时间测量的精度要求高等问题后，基于高性能光电子的飞行测距法在各领域得到了广泛的应用，如体感游戏、无人驾驶、环境建模等领域。通过查阅大量文献资料得知，基于ToF和逐层缩进策略的焊缝中心线识别技术研究尚属国内空白。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于逐层缩进策略的新型焊缝中心线提取方法，用以解决背景技术中提及的技术问题，该方法能够提高焊缝中心线提取的准确率以及焊缝识别的效率。

为了实现以上目的，本发明提供了如下技术方案：

一种基于逐层缩进策略的新型焊缝中心线提取方法，包括如下步骤：

步骤S1、获取焊缝的含有深度信息的RGB图像，再对该RGB图像进行二值化处理，得到二值焊缝图；

步骤S2、将步骤S1中获取的二值焊缝图逆时针旋转90度，以其左下角顶点为原点，建立基准平面坐标系；

步骤S3、根据步骤S2建立的基准平面坐标系，获取焊缝区域内焊缝轮廓边缘的坐标，并且根据该坐标绘制焊缝轮廓，该焊缝轮廓定义为根焊缝轮廓，获得根轮廓图像P₀；

步骤S4、在步骤S3中得到的根轮廓图像P₀上，以所述根焊缝轮廓为基准，多次向内收缩d个欧式距离，每收缩一次，即创建一次子焊缝轮廓，获得绘制有多个子焊缝轮廓的图像；

步骤S5、根据步骤S4中得到的绘制了多个子焊缝轮廓的图像，并且在所述基准平面坐标系基础上，找到所有子焊缝轮廓在y坐标轴方向上的最大值和最小值，并且找到与之对应的x坐标轴上最大值和最小值；