[发明专利]带伪边缘的铝合金熔焊背面熔宽检测方法

说明书

本发明提供一种带伪边缘的铝合金熔焊背面熔宽检测方法，在铝合金熔焊过程中，采集当前时刻背面焊缝图像，经中值滤波、灰度拉伸后，基于灰度值最小值点与焊缝边缘特征点的对应关系，通过搜寻灰度值最小值点完成焊缝边缘特征点的识别，并提取出背面焊缝的边缘特征，经过Hough变换，得到焊缝边缘的拟合直线段，最后计算出当前时刻的背面熔宽，本发明有效解决了铝合金熔焊背面熔宽实时检测过程中伪边缘对焊缝边缘提取算法的干扰问题，提高了背面焊缝边缘特征的提取精度，有助于实现背面熔宽的闭环控制。

技术领域

本发明属于焊接过程检测与控制技术领域，具体涉及一种带伪边缘的铝合金熔焊背面熔宽检测方法。

背景技术

铝合金作为一种轻质材料，因其优异的耐腐蚀性、低密度、高比强度等物理性能，被广泛应用于航空航天、铁路运输、国防等领域。在工业生产中，主要采用熔焊的方式对铝合金构件进行高效连接。然而，在对铝合金构件进行熔焊时，由于机械加工精度、工装定位偏差及焊接热变形等因素的影响，往往难以保证焊缝的成形稳定性。为了获得熔透均匀的优质焊缝，可采用在线调节焊接工艺参数的方法控制焊缝背面熔宽的稳定性，而实现精确闭环控制的前提是对背面熔宽进行有效的实时检测。视觉传感技术由于其图像获取速度快、无需与检测对象接触、信息量大等特点，成为了铝合金背面熔宽实时检测的优选方式之一。

基于视觉传感技术的铝合金焊缝背面熔宽检测，其主要步骤包括图像采集和图像处理。在铝合金熔焊过程中，需要实时对背面焊缝图像进行边缘提取，以检测出背面熔宽。然而，在采集到的铝合金背面焊缝图像中常常包含伪边缘，如果采用传统的一阶微分边缘检测算子作为边缘提取手段，往往无法有效地区分伪边缘与真实边缘，造成背面熔宽的检测误差，影响闭环控制的控制精度。因此，亟需提出一种可以去除伪边缘的背面熔宽检测方法，准确地提取出背面焊缝的边缘特征，以实现铝合金熔焊背面熔宽的在线闭环控制。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于解决问题，提供一种带伪边缘的铝合金熔焊背面熔宽检测方法。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种带伪边缘的铝合金熔焊背面熔宽检测方法，包括以下步骤：

步骤一：在铝合金熔焊过程中，采集当前时刻的背面焊缝图像，并将图像数据输入图像处理程序中，存储背面焊缝图像中每个像素点的列坐标、行坐标和对应的灰度值；

步骤二：对背面焊缝图像进行中值滤波处理；

步骤三：对中值滤波处理后的背面焊缝图像作灰度拉伸；

步骤四：将背面焊缝图像沿焊缝对称轴分为上、下两部分，对背面焊缝图像上部的第一列，求取这一列的每一个像素点与其上下两个像素点灰度值的算术平均值，并将这些灰度值的算术平均值从小到大排序，取排序后的前a个灰度值，取这a个数据中的最大值max₁、最小值min₁和平均值mean₁；计算K₁₁＝|max₁-mean₁+b|与K₁₂＝|min₁-mean₁+b|，K₁₁和K₁₂是两个作为边缘判据的阈值；对背面焊缝图像下部的第一列，求取这一列的每一个像素点与其上下两个像素点灰度值的算术平均值，并将这些灰度值的算术平均值从小到大排序；取排序后的前a个灰度值，取这a个数据中的最大值max₂、最小值min₂和平均值mean₂；计算K₂₁＝|max₂-mean₂+b|与K₂₂＝|min₂-mean₂+b|，K₂₁和K₂₂是两个作为边缘判据的阈值；在计算图像边界点灰度值的算术平均值时，超出图像外不存在的像素点的灰度值用边界点的灰度值代替；