基于主动形状模型的焊缝定位算法 被引量：3

1

作者 刘美菊 姜金怿 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2019年第2期194-198,共5页

针对焊接环境对工人造成伤害和焊件材质影响焊接质量的问题,提出了一种应用于机器视觉激光焊缝定位系统的基于主动形状模型的焊缝定位算法.利用支持向量机对焊缝图像局部区域梯度方向信息进行目标图像初定位,运用主动形状模型方法建立... 针对焊接环境对工人造成伤害和焊件材质影响焊接质量的问题,提出了一种应用于机器视觉激光焊缝定位系统的基于主动形状模型的焊缝定位算法.利用支持向量机对焊缝图像局部区域梯度方向信息进行目标图像初定位,运用主动形状模型方法建立特征模型,并计算特征模型和测试样本间马氏距离,从而对形状和姿态参数进行更新得到焊缝坐标.结果表明,基于主动形状模型的焊缝定位算法具有准确性高、抗干扰和误差小的特点,能够满足激光焊缝定位系统对准确性的要求. 展开更多

关键词 机器视觉 焊缝定位 方向梯度直方图 支持向量机 主动形状模型 马氏距离 特征模型 平均定位准确性

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利用“半径—深度”算法和空间投影关系的焊缝定位方法

2

作者 徐培全 唐新华 +1 位作者 姚舜 俞海良 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期45-48,共4页

提出了三个重要的角度来描述被测焊缝三维信息。在此基础上,构建了基于“半径—深度”算法和空间投影关系的深度恢复模型。研究了GTAW焊接条件下焊缝深度信息与离轴角之间的关系。并对焊缝特征点进行了识别与定位。并用均方误差(MSE)对... 提出了三个重要的角度来描述被测焊缝三维信息。在此基础上,构建了基于“半径—深度”算法和空间投影关系的深度恢复模型。研究了GTAW焊接条件下焊缝深度信息与离轴角之间的关系。并对焊缝特征点进行了识别与定位。并用均方误差(MSE)对恢复精度进行了比较。结果表明,利用提出的深度恢复算法,实现了对接焊缝与斜坡焊缝的深度恢复,获得了满意的结果;视觉传感器的焊缝定位精度具有高效率、高精度的特征,具有较理想的发展前景。 展开更多

关键词 激光锥体投影 环形激光轨迹 深度恢复 焊缝定位

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角点检测与光流跟踪的焊缝特征提取与定位研究 被引量：18

3

作者 林少铎 高向东 +2 位作者 黎扬进 张南峰 全方红 《机电工程》 CAS 北大核心 2019年第4期440-444,共5页

针对V型坡口中厚板对接焊焊缝特征点检测精度不高的问题,研究了一种基于激光视觉传感的角点检测与光流(LK)跟踪的焊缝特征快速提取与定位方法。根据三角测量原理,设计了能够实时检测焊缝特征图像的激光视觉传感器,并建立了由激光条纹特... 针对V型坡口中厚板对接焊焊缝特征点检测精度不高的问题,研究了一种基于激光视觉传感的角点检测与光流(LK)跟踪的焊缝特征快速提取与定位方法。根据三角测量原理,设计了能够实时检测焊缝特征图像的激光视觉传感器,并建立了由激光条纹特征点像素坐标到焊缝特征点三维坐标的数学模型;对焊缝图像进行了预处理,采用Shi-Tomasi角点检测提取了焊缝特征;最后使用光流法为后续帧匹配特征角点,实时计算出了图像中焊缝特征点的亚像素位置。研究结果表明:基于角点检测与光流法跟踪的焊缝特征提取与定位方法,其特征点检测精度较高,平均误差在±0.13 mm以内,可以实时、准确地识别焊缝特征。 展开更多

关键词 角点检测 光流跟踪 焊缝特征定位 激光视觉

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基于结构光三维视觉角焊缝定位系统的研究 被引量：13

4

作者 陈思豪 余震 王中任 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期303-308,共6页

自主研发了一种基于线激光的角焊缝三维视觉定位系统。引入线激光平面建立了视觉传感系统的三维数学模型和多项式模型,通过对相机和光平面的标定实现了像素坐标与世界坐标的转换。在图像处理部分采用分步定位,首先利用模板匹配的方式对... 自主研发了一种基于线激光的角焊缝三维视觉定位系统。引入线激光平面建立了视觉传感系统的三维数学模型和多项式模型,通过对相机和光平面的标定实现了像素坐标与世界坐标的转换。在图像处理部分采用分步定位,首先利用模板匹配的方式对特征区域粗定位;接着采用阈值分割和形态学处理获取清晰激光条纹图像,减小噪音干扰;最后通过骨骼提取和直线拟合完成细定位,得到精确的特征点二维坐标,并结合三维模型将其转化为三维世界坐标实现定位。随机抽取焊接实验过程中所得到的100幅不同位置的图像进行记录比较,从实验结果可以看出,此种方法能够有效准确的对角焊缝进行定位,平均误差小于0.15 mm,具有较高的精度,可以满足焊接的精度要求。 展开更多

关键词 激光视觉传感 三维数学模型 图像处理 焊缝定位

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埋地铁磁管道环焊缝非开挖定位技术研究 被引量：2

5

作者 黄杰 陈浩 +4 位作者 刘国军 杨帆 杨承霖 魏永康 刘艳军 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2020年第7期1048-1052,共5页

利用RD8000测绘管道路由,使用非接触式金属磁记忆检测仪在埋地铁磁管道正上方采集管段信号。通过Savitzky-Golay滤波器对数据进行滤波,发现当磁感应强度法向分量变化量梯度Kz过零点,且磁感应强度切向分量变化量梯度Ky出现极值时,可以判... 利用RD8000测绘管道路由,使用非接触式金属磁记忆检测仪在埋地铁磁管道正上方采集管段信号。通过Savitzky-Golay滤波器对数据进行滤波,发现当磁感应强度法向分量变化量梯度Kz过零点,且磁感应强度切向分量变化量梯度Ky出现极值时,可以判断该特征位置为环焊缝位置。通过对比磁信号图中相邻环焊缝的相对距离ΔL1与建设期管节长度ΔL2,可以匹配磁信号图中环焊缝所对应的建设期编号,且误差小于1 m。最终结合磁记忆检测仪采集的GPS信息,从而确定目标环焊缝地理位置。 展开更多

关键词 金属磁记忆检测 无损检测 环焊缝定位

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油气管道环焊缝非开挖定位弱磁检测技术研究 被引量：6

6

作者 张帆 刘艳军 尧宗伟 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期169-175,共7页

介绍了非接触式管道弱磁检测技术的原理,并针对实际工程采用非接触式管道弱磁检测仪对油气长输管道环焊缝进行非开挖定位及检测。具体的弱磁检测过程主要分为3个步骤:(1)利用管线探测仪对管道走向和管道埋深进行测绘;(2)采用载波相位分... 介绍了非接触式管道弱磁检测技术的原理,并针对实际工程采用非接触式管道弱磁检测仪对油气长输管道环焊缝进行非开挖定位及检测。具体的弱磁检测过程主要分为3个步骤:(1)利用管线探测仪对管道走向和管道埋深进行测绘;(2)采用载波相位分差技术确定管道的位置坐标(GPS坐标);(3)使用弱磁检测仪在管道正上方对其磁场分布进行信号采集。对磁信号图像进行滤波处理,根据磁感应强度沿法向变化量梯度DB_(z)过零点且改变符号,而磁感应强度沿切向变化量梯度DB_(y)出现波峰或波谷的特征来判断特征点处存在环焊缝。通过特征点到里程桩的相对距离与内检测所得管道信息对比,可以得到环焊缝的建设期编号且误差通常小于1 m。其次根据检测段管道的起点终点GPS坐标可以计算出任意特征点的GPS坐标,从而得出环焊缝的具体地理位置,为后续管道本体的修复以及定位开挖提供技术支持。 展开更多

关键词 弱磁检测 无损检测 环焊缝定位

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储罐内角焊缝激光视觉定位方法研究 被引量：5

7

作者 陈思豪 王中任 +2 位作者 肖光润 刘德政 刘海生 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期543-548,共6页

自主研发了一套用于储罐内角焊缝焊接的线结构光视觉引导系统。引入光平面建立了视觉传感器的三维数学模型,并通过定义双参考坐标系对光平面进行标定得到精确的像素坐标与世界坐标的三维转换矩阵。在图像处理上则采用两步定位的方法,第... 自主研发了一套用于储罐内角焊缝焊接的线结构光视觉引导系统。引入光平面建立了视觉传感器的三维数学模型,并通过定义双参考坐标系对光平面进行标定得到精确的像素坐标与世界坐标的三维转换矩阵。在图像处理上则采用两步定位的方法,第一步,使用基于相关性模板匹配法对焊缝进行匹配,匹配ROI仅为原图的10.66%,可以大幅减少系统处理时间,提高效率;第二步,通过改进的Canny算子自适应提取复杂环境中的焊缝特征边缘并拟合直线,得到精确的二维像素坐标,最后结合三维转换矩阵将其转化为三维世界坐标实现定位。通过焊接测试,该视觉引导系统的纠偏偏差小于0.12 mm,平均处理纠偏时间小于130 ms,具有较高的精度和实时性,可以满足实际的焊接要求。 展开更多

关键词 视觉引导 数学模型 图像处理 焊缝定位

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射线检测中焊缝位置定位方法研究

8

作者 王开治 李忠凯 +1 位作者 刘翠珊 李经纬 《现代电子技术》 2012年第12期164-165,共2页

射线检测系统中,焊缝位置主要通过现场人工测量的方法定位。由于定位精度不高,该种方法常不能保证底片的正确粘贴,降低其准确度,从而导致焊缝影像不合格,需要进行多次返工。通过对霍尔元件与磁场分布现象的研究,设计的由霍尔元件,显示灯... 射线检测系统中,焊缝位置主要通过现场人工测量的方法定位。由于定位精度不高,该种方法常不能保证底片的正确粘贴,降低其准确度,从而导致焊缝影像不合格,需要进行多次返工。通过对霍尔元件与磁场分布现象的研究,设计的由霍尔元件,显示灯,单片机,显示屏,操作按钮和外壳等组成的检测系统,与传统检测设备相比该系统具有结构简单,性能稳定,精度高,能实现多种扩展功能的特点。通过样品生产与实践,表明该检测系统完全能够解决工程精确定位问题,其组成的检测仪器具有操作简单、便于携带、性能稳定、灵敏度高、成本低,易于实现大规模生产与应用等特点。 展开更多

关键词 射线检测 焊缝位置定位 霍尔元件 MCU

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基于激光位移传感器的角焊缝位姿检测 被引量：15

9

作者 洪波 尹力 +1 位作者 李毅 李湘文 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第24期3013-3016,3023,共5页

针对工字梁、箱梁等焊接结构自动化生产中工件偏移和偏转问题,提出了一种基于激光位移传感器的角焊缝位姿检测方法。建立了角焊缝位姿的弧长模型,分析了角焊缝位姿对弧长的影响规律;基于傅里叶分析,提出了角焊缝位姿解耦算法,实现了对... 针对工字梁、箱梁等焊接结构自动化生产中工件偏移和偏转问题,提出了一种基于激光位移传感器的角焊缝位姿检测方法。建立了角焊缝位姿的弧长模型,分析了角焊缝位姿对弧长的影响规律;基于傅里叶分析,提出了角焊缝位姿解耦算法,实现了对角焊缝横向偏差、纵向偏差、坡口角度和工件偏转角度的检测;通过对存在坡口间隙和定位焊缝的角焊缝进行位姿检测试验。结果表明,所提出方法具有检测误差小、抗干扰能力强等优点,在焊接自动化生产中具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 激光位移传感器 角焊缝 位姿检测 坡口间隙 定位焊缝

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管道焊接激光视觉跟踪的定位方法研究 被引量：10

10

作者 甘文龙 罗会信 王中任 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期675-681,共7页

为解决在管道自动焊接过程中V型坡口的识别定位问题,提出了一种基于激光视觉传感的局部区域内分步式定位方法。首先建立模板匹配,利用模板匹配方式获取焊缝初始位置区域;然后采用阈值分割和边缘提取获得激光条纹边缘线,通过Shi-Tomasi... 为解决在管道自动焊接过程中V型坡口的识别定位问题,提出了一种基于激光视觉传感的局部区域内分步式定位方法。首先建立模板匹配,利用模板匹配方式获取焊缝初始位置区域;然后采用阈值分割和边缘提取获得激光条纹边缘线,通过Shi-Tomasi算法对边缘线进行角点检测,得到边缘线上的亚像素角点位置坐标;最后采用最小二乘法拟合得到精确的边缘直线,对上下边界线求平均值提取激光条纹的中心线,求取直线的交点得到坡口轮廓的拐点信息。通过对实际焊接现场拍摄的50幅同一高度不同位置的图像进行检测,结果表明,分步式定位方法抗干扰性强,精度较高,为完成整个跟踪自动焊接过程奠定了基础。 展开更多

关键词 激光视觉传感 焊缝定位 Shi-Tomasi角点检测 亚像素

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基于改进T-S模糊模型的弧焊机器人轨迹实时跟踪

11

作者 姚江云 王宽田 +1 位作者 李旺昆 梁世华 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第9期147-152,共6页

针对弧焊机器人在实际作业中受到诸多不确定因素的影响,导致弧焊机器人焊接轨迹偏离预期轨迹的问题,提出一种基于改进T-S(Takagi-Sugeno)模糊模型的弧焊机器人轨迹实时跟踪方法。采用图像识别技术识别并定位焊缝,通过坐标转换,确定焊缝... 针对弧焊机器人在实际作业中受到诸多不确定因素的影响,导致弧焊机器人焊接轨迹偏离预期轨迹的问题,提出一种基于改进T-S(Takagi-Sugeno)模糊模型的弧焊机器人轨迹实时跟踪方法。采用图像识别技术识别并定位焊缝,通过坐标转换,确定焊缝中心线在机器人坐标系中的位置坐标。利用蚁群算法根据焊缝中心线在机器人坐标系中的坐标,搜索从起始位置到目标位置的最优焊接路径。设计了一种改进区间二型T-S模糊模型,通过视觉传感器实时获取新的焊缝信息,计算轨迹误差,以此为输入,利用改进T-S模糊模型对机器人的运动轨迹进行实时调整。实验结果表明,采用改进T-S模糊模型后,机器人轨迹跟踪离散度均降至1 mm以下,弧焊机器人轨迹与预期轨迹高度重合,比传统方法跟踪离散度大大降低。 展开更多

关键词 改进T-S模糊模型 弧焊机器人 焊缝识别与定位 轨迹规划 轨迹实时跟踪方法

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基于激光位移传感器的大梁自动焊偏差识别 被引量：5

12

作者 尹力 洪波 +2 位作者 李湘文 李毅 唐明 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期60-64,共5页

针对大梁自动焊过程中焊缝坡口角度、工件偏转、坡口间隙、定位焊缝等因素,容易造成焊缝偏差识别结果不准确或难以识别的现状,提出了一种基于激光位移传感器的大梁自动焊偏差识别方法,建立了大梁焊缝坡口弧长模型,在特征谐波检测法基础... 针对大梁自动焊过程中焊缝坡口角度、工件偏转、坡口间隙、定位焊缝等因素,容易造成焊缝偏差识别结果不准确或难以识别的现状,提出了一种基于激光位移传感器的大梁自动焊偏差识别方法,建立了大梁焊缝坡口弧长模型,在特征谐波检测法基础上,利用各谐波分量之间线性空间关系,提出了大梁焊缝偏差解算方法,消除了坡口角度和工件偏转等非偏差因素对偏差检测的干扰.对某集装箱大梁纵缝进行焊缝偏差识别试验.结果表明,该方法对坡口间隙和定位焊缝具有良好的抗干扰能力,为大梁自动焊偏差识别提供一种新的理论和实践参考. 展开更多

关键词 激光位移传感器 焊缝偏差识别 大梁自动焊 坡口间隙 定位焊缝

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快速互信息匹配及GPU实现 被引量：3

13

作者 田斐 崔玉连 《电光与控制》 北大核心 2010年第2期63-67,共5页

针对模板匹配中速度和精度不能兼顾的问题,提出了一种基于GPU的互信息配准方法。为了算法不至于太复杂而不能在GPU下运行,首先将图像二值化,使得GPU每个线程用到的临时变量减少到4个,然后利用GPU逐像素计算模板和焊缝图像的互信息。将... 针对模板匹配中速度和精度不能兼顾的问题,提出了一种基于GPU的互信息配准方法。为了算法不至于太复杂而不能在GPU下运行,首先将图像二值化,使得GPU每个线程用到的临时变量减少到4个,然后利用GPU逐像素计算模板和焊缝图像的互信息。将所提算法应用到焊缝定位系统中,通过GPU来执行简化后的互信息计算,基于CUDA的实验表明,所提出的算法可以完成每秒约30帧的图像焊缝定位。 展开更多

关键词 图像处理 模板匹配 互信息 焊缝定位 并行计算

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高品质电子束焊接适用技术浅述

14

作者 张益坤 谢美蓉 《航空制造技术》 2011年第8期49-51,共3页

电子束技术发展到今天,现代电子束焊接设备已具有高水平的束流品质,并可实现束流自动校准、焊缝跟踪定位及实时质量控制等适用技术,为航天产品生产提供了更多合适的解决方案。

关键词 电子束焊接 适用技术 电子束技术 自动校准 电子束焊接技术 电子枪 金属蒸汽 电子束发生器 焊缝跟踪 航天产品 焊缝定位 束流品质 焊缝自动跟踪

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基于机器视觉的管道焊接跟踪技术研究 被引量：11

15

作者 甘文龙 罗会信 +1 位作者 刘海生 王中任 《机床与液压》 北大核心 2019年第4期103-107,140,共6页

针对爬行焊接机器人在管道自动焊接中对典型的V形坡口焊缝的定位与中心线的提取,设计了一种基于激光视觉检测的自动焊缝跟踪系统。提出了一种基于激光条纹图像特征的两步定位方法:第一步,建立模板匹配,利用模板匹配方式获取激光条纹位... 针对爬行焊接机器人在管道自动焊接中对典型的V形坡口焊缝的定位与中心线的提取,设计了一种基于激光视觉检测的自动焊缝跟踪系统。提出了一种基于激光条纹图像特征的两步定位方法:第一步,建立模板匹配,利用模板匹配方式获取激光条纹位置区域;第二步,采用阈值分割和中心法提取激光条纹中心线,然后采用Shi-Tomasi算法对中心线进行角点检测,经过拟合直线求交点和逐列扫描对比得到焊缝坡口的4个拐点信息,并确定焊缝中心。通过对实际的焊接过程进行测试,结果表明:跟踪系统的平均纠偏误差在2像素以内,平均处理纠偏时间在120 ms以内,具有较高的精度和实时性。 展开更多

关键词 激光视觉系统 焊缝定位 Shi-Tomasi角点检测 位置纠偏

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