[发明专利]一种焊接坡口特征提取方法、系统及焊接机器人

说明书

本发明提供了一种焊接坡口特征提取方法、系统及焊接机器人，其方法包括：获取钢构件焊缝坡口的表面深度信息数据并进行预处理，得到焊接坡口区域，确定焊接坡口区域中任一截面内坡口上方拐点位置，并判断筛选出标准焊接坡口截面，确定截面内坡口底部拐点位置，并获取各截面内的拐点位置信息，对各截面内的拐点位置信息进行筛选，得到各截面内目标拐点位置信息，并判断钢构件类型，根据钢构件类型对目标拐点位置信息进行二次处理，确定坡口的起止位置，得到目标坡口特征信息。本发明采用了数据筛选方式大大减少了数据处理量，提高了算法运行效率；同时采用多算法融合来实现焊接坡口特征拐点的准确提取，提高了焊接坡口特征提取的精度和效率。

技术领域

本发明涉及视觉检测技术领域，具体涉及一种焊接坡口检测方法、系统及焊接机器人。

背景技术

在大型建筑中的钢结构多为箱型钢柱或者箱型梁，其焊接形式多为对接焊接。在建筑现场，对许多大型钢结构件的焊接普遍还是采用人工焊接的形式，而许多高层建筑的钢构件焊接具有一定危险性，焊接条件相当恶劣，直接影响焊工的焊接效率和精度，相比于人工焊接，焊接机器人拥有更高的安全性和工作效率，对焊接环境也有较高的适应性。

目前，在标准化车间中应用的焊接机器人越来越多，技术也越来越成熟，焊接机器人需完成对钢结构件的坡口的全自动智能化焊接工作，其中焊接坡口的自动化检测是重要环节之一，对焊接坡口特征的检测精度和计算效率也直接关系到焊接机器人的焊接品质和效率。

然而，现有技术中进行焊接坡口特征检测时，往往因为焊接坡口位置定位不准，而导致焊接坡口特征提取的精度不高，且对焊接坡口定位的算法复杂处理数据量大，导致整体计算效率不高。

因此，如何提高焊接坡口特征提取的精度和效率是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种焊接坡口特征提取方法、系统及焊接机器人，解决现有技术中对焊接坡口特征提取的精度和效率不高的问题。

一方面，为了实现上述目的，本发明提供了一种焊接坡口特征提取方法，包括：

获取钢构件焊缝坡口的表面深度信息数据并进行预处理，得到焊接坡口区域；

确定所述焊接坡口区域中任一截面内坡口上方拐点位置；

根据所述截面内坡口上方拐点位置判断筛选出标准焊接坡口截面；

根据所述筛选出的标准焊接坡口截面以及所述截面内坡口上方拐点位置确定截面内坡口底部拐点位置，并获取各截面内的拐点位置信息；

对所述各截面内的拐点位置信息进行筛选，得到各截面内目标拐点位置信息；

基于所述截面内目标拐点位置信息判断所述钢构件类型，并根据所述钢构件类型对所述目标拐点位置信息采用几何方法进行对应处理，确定坡口的起始终止位置，得到目标坡口特征信息。

在一些可能实现的方式中，所述获取钢构件焊缝坡口的表面深度信息数据并进行预处理，得到焊接坡口区域，包括：

获取钢构件焊缝坡口的表面深度信息数据，并计算所述焊缝坡口表面深度信息数据中两相邻截面的焊接坡口轮廓数据的皮尔逊相关系数，利用皮尔逊相关性特点确定焊接坡口的起始终止位置；

根据所述焊接坡口起始终止位置确定焊接坡口区域范围，得到焊接坡口区域。

在一些可能实现的方式中，所述确定所述焊接坡口区域中任一截面内坡口上方拐点位置，包括：

基于所述截面内预设的滑动窗口计算每次滑动时滑动窗口中心点的左右两侧的数据点的绝对斜率变化量，根据所述绝对斜率变化量的最大值确定所述截面内坡口上方拐点位置。

在一些可能实现的方式中，所述根据所述截面内坡口上方拐点位置判断筛选出标准焊接坡口截面，包括：