[发明专利]一种激光拼焊待焊件图像中曲线边缘亚像素检测方法

说明书

本发明公开了一种激光拼焊待焊件图像中曲线边缘亚像素检测方法，属于视觉检测领域；首先对待焊件图像高斯滤波，应用Sobel算子求像素级边缘点。取像素级边缘点，以其中心为原点建立坐标系；用像素级边缘点和另外4个相邻像素级边缘点拟合曲线，拟合曲线沿y轴平移；然后以像素级边缘点为中心取5╳5范围内像素，平移后曲线将5╳5范围内像素分为两个区域，区域内灰度值相同；由所取5╳5范围内像素实际灰度值求曲线平移量；最后由5╳5范围像素灰度重心、原点的连线与平移后曲线的交点求亚像素边缘点位置。依次选取各像素级边缘点并重复以上过程，可求得各像素级边缘点对应的亚像素级边缘点。该方法具有计算速度快，可靠性高，鲁棒性好的特点。

技术领域

本发明属于视觉检测领域，具体说是一种激光拼焊待焊件图像中曲线边缘亚像素检测方法。

背景技术

激光拼焊是一种非接触式工件加工方法，能实现多种金属和非金属的焊接，具有能量密度集中、焊接速度高、热影响区小、深宽比大的特点，在航空航天、汽车和船舶等领域的关键零部件制造中得到越来越广泛的应用。工业生产中，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。焊接前对焊接轨迹进行规划，焊接过程中焊接头按规划轨迹运动实现焊接加工。一般情况下，焊接时需要用夹具固定待焊件，夹具夹装误差等因素的影响，会使焊接位置与预设轨迹产生偏差。由于激光焊接时作用面积小，焊接位置与焊缝的偏差会影响焊接质量，甚至使焊接失效。为消除预设焊接轨迹与实际焊缝的偏差，一种可行的方法是在每次焊接前根据焊缝位置重新规划焊接轨迹。为确定焊接轨迹，需要计算待焊件的亚像素边缘。本发明主要对激光拼焊待焊件曲线焊缝亚像素边缘检测方法进行研究，为待焊件焊接位置轨迹规划提供技术支持。

中国电子科技集团公司第二十八研究所韩东等，在专利公开号为CN 105894521A，名称为基于高斯拟合的亚像素边缘检测方法中提出了一种亚像素边缘检测方法，该方法首先利用Canny边缘检测算法求得像素级边缘位置信息，再通过高斯拟合方法将边缘定位在亚像素位置。上述方法能够完成亚像素边缘检测，但计算亚像素边缘的过程易受噪声的影响，检测的鲁棒性还有待提高。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种激光拼焊待焊件图像中曲线边缘亚像素检测方法，具有可靠性高，鲁棒性好的特点。

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曲线边缘亚像素检测方法，具体包括如下步骤：

第一步，用像素级边缘点拟合曲线：待焊件图像高斯滤波后，应用Sobel算子求像素级边缘点。取像素级边缘点(i_k,j_k)，以(i_k,j_k)的中心为坐标原点O，以水平方向为横坐标x、以竖直方向为纵坐标y建立坐标系。取4个相邻像素级边缘点并拟合曲线，拟合的曲线用l_k表示，其表达式为y＝a_k+b_kx+c_kx²。可得到曲线l_k的系数(a_k,b_k,c_k)；

曲线沿坐标系的y轴平移t，则平移后的曲线l_kt为：

y+t＝a_k+b_kx+c_kx²