【摘 要】
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焊接技术在工业领域应用广泛,基于视觉与图像处理技术的自动焊接也是当前研究的热点问题。然而,传统焊缝成形质量评价的主要方式是通过人工进行手动测量或是用工具进行接触式
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焊接技术在工业领域应用广泛,基于视觉与图像处理技术的自动焊接也是当前研究的热点问题。然而,传统焊缝成形质量评价的主要方式是通过人工进行手动测量或是用工具进行接触式测量,效率很低,而且数据容易出现波动。本文引入计算机视觉,采用双目立体相机对焊缝成形质量进行评价,改善传统的测量方式,具有较强的实践意义。本文采用双目相机作为视觉传感器来采集焊缝图像,通过坐标系变换和相机标定获得计算相机的内外参数,然后使用Bouguet双目立体校正算法对相机进行立体校正,实现相机的行对准。由于焊缝图像受环境和金属焊接板影响,容易产生大量噪声,本文采用中值滤波算法对焊缝图像进行去噪处理。考虑到传统二值分割算法无法准确提取焊缝区域的问题,本文提出了基于grab-cut的图像二值分割算法,可以很好地提取出焊缝区域。提取出焊缝轮廓之后,需要计算焊缝边缘三维坐标以计算焊缝成形质量的参数。本文采用Canny边缘检测算法,对焊缝区域进行边缘提取。在计算双目拍摄物体的空间信息时,传统方法一般采用稠密立体匹配方法,存在视差缺失和误匹配等问题。本文采用三角测量原理对焊缝进行空间坐标计算,能够有效利用双目相机的特性准确获得焊缝的高度信息。在理论研究的基础上,本文构建了基于立体视觉的焊缝成形质量评价实验系统,并开展了实验测试。以双目相机对焊缝图像进行采集,对双目焊缝图像进行去噪及轮廓边缘提取,采用MFC绘制系统软件界面,并根据现有标准制定了焊缝成形质量评价指标,对焊缝成形质量进行评价。实验结果表明,本文的焊缝成形精度可达到0.5mm左右,能够较好地对焊缝成形质量进行评价。最后,总结所开展的研究工作,并对将来的研究内容以及方向进行了展望。
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