基于組合激光結構光的視覺傳感器檢測算法及圖像處理流程優化
摘要：基于激光結構光的視覺傳感器廣泛應用于焊接領域的坡口檢測和焊縫跟蹤。該文提出了一種基于組合激光結構光的新型視覺傳感器,獨特的光路結構設計避免了傳感器應用于不同焊接位姿時繁瑣的外參數標定,僅依靠傳感器內部固有參數(應用前需校準)和焊接坡口圖像的特征點坐標值,即可實現焊接坡口參數的在線檢測,有效增強了傳感器的適應性。通過對不同圖像處理算法的改進和合理組合,對圖像處理流程進行了優化。動態感興趣區(region of interest,ROI)區域提取算法可快速尋獲有價值的激光線和特征點所在區域,有效提升了后續圖像處理速度;頂帽變換與自適應二值化組合,在將激光線灰度值均勻化的同時,實現了激光線與背景圖像的有效區分。運用基于LOG(Laplacian of Gaussian)算子的邊緣識別算法,可提取出激光線的單像素邊緣;采用最小二乘法對所求得的激光中心線離散點進行直線擬合,通過聯立直線方程求交點的方式,實現了對焊接坡口特征點圖像坐標值的準確識別。借助Visual Studio平臺,運用改進的圖像處理算法、優化的圖像處理流程和檢測算法,對特征參數不同的V形焊接坡口進行檢測試驗,檢測誤差均在±4%以內,驗證了所提出視覺傳感器及其檢測算法和圖像處理流程的合理性和適用性。
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