[发明专利]一种激光拼焊待焊件图像中直线边缘上圆形域灰度计算方法

说明书

本发明公开了一种激光焊待焊件图像中直线边缘上圆形域灰度计算方法，具体包括：S1.利用Canny边缘检测算法求得待焊件图像中焊缝的像素级边缘点(i_k,j_k)，k＝1,2,…n，n为像素级边缘点的数目；S2.以像素级边缘点(i_k,j_k)为中心建立坐标系，并取直径为N个像素的圆形区域；S3.利用圆形区域内像素级边缘点拟合直线l，过原点O绘垂直于l的直线l'，交点为P₀；S4.旋转圆形区域到l为竖直方向，l'为水平方向；l'上P₀两侧像素的坐标和灰度值分别拟合二次曲线；S5.由水平方向上直线l两侧区域灰度变化曲线，计算圆形区域内灰度值。该方法能降低噪声对圆形区域内灰度值求解的干扰，提高了计算过程的稳定性。

技术领域

本发明属于视觉检测领域，涉及一种激光拼焊待焊件图像中直线边缘上圆形域灰度计算方法。

背景技术

激光拼焊是一种非接触式工件连接方法，能实现多种类型金属和非金属工件的焊接，在工业加工领域得到广泛应用。实际工业生产中，待焊件用夹具等固定，激光焊接头安装在多自由度焊接机器人手臂或数控机床上，焊接过程中机器人手臂或数控机床带动激光焊接头按设定轨迹移动实现焊接。激光拼焊焊接时热影响区小，焊接过程中焊接位置与焊接前规划轨迹的偏差会影响焊接质量，甚至使焊接失效。夹具夹装误差是造成实际焊件位置与预设轨迹偏差的主要因素之一，为消除夹具夹装误差的影响需要在每次焊接前重新规划焊接轨迹。焊接轨迹可在待焊件由夹具夹装后，通过视觉方法检测待焊件亚像素边缘并求取焊缝中心得到。为计算待焊件亚像素边缘，需要对待焊件图像内一定区域的灰度值进行计算。本发明主要对激光拼焊待焊件直线边缘亚像素检测中圆形区域灰度值计算方法进行研究，为待焊件直线焊缝轨迹规划提供技术支持。

天津工业大学耿磊等人，在专利公告号为CN104359403B，专利名称为基于亚像素边缘算法的平面零部件尺寸测量方法中提出了亚像素精度边缘检测算法，该方法采用Canny边缘检测和多项式拟合算法实现亚像素边缘提取，提出平均距离法区分零件上下边缘，进而利用三角法解算获取零件真实边缘。大连理工大学陈喆等人，在专利公告号为CN104715491B，专利名称为一种基于一维灰度矩得亚像素边缘检测方法中提出了一种亚像素边缘检测方法，该方法利用Canny边缘检测算子检测像素级边缘，采用一维灰度矩方法对图像的像素进行边缘检测完成图像的亚像素边缘检测。上述方法能够完成亚像素边缘检测，但亚像素边缘计算中所用像素灰度值易受噪声的影响。

发明内容

本申请提供一种激光拼焊待焊件图像中直线边缘上圆形域灰度计算方法，该方法能有效减少噪声对求解的影响，提高了图像中圆形区域灰度值计算的鲁棒性。

为实现上述目的，本申请的技术方案为：一种激光拼焊待焊件图像中直线边缘上圆形域灰度计算方法，具体包括：

S1.利用Canny边缘检测算法求得待焊件图像中焊缝的像素级边缘点(i_k,j_k)，k＝1,2,…n，n为像素级边缘点的数目；

S2.以像素级边缘点(i_k,j_k)为中心建立坐标系，并取直径为N(可取N＝7)个像素的圆形区域；

S3.利用圆形区域内像素级边缘点拟合直线l，过原点O绘垂直于l的直线l'，交点为P₀；

S4.旋转圆形区域到l为竖直方向，l'为水平方向；l'上P₀两侧像素的坐标和灰度值分别拟合二次曲线；

S5.由水平方向上直线l两侧像素在“像素位置-像素灰度”坐标系内变化曲线，计算圆形区域内灰度值。