[发明专利]基于形态特征滤波的激光焊缝跟踪图像处理方法及系统

权利要求书

1.一种基于形态特征滤波的激光焊缝跟踪图像处理方法，其特征在于，包括：

获取激光条纹投射到焊接工件上形成的焊缝图像矩阵；

确定焊缝图像矩阵中每一列的激光横截面中心点；所述每一列的激光横截面中心点均满足：符合激光中心线形态特征或者激光条纹形态特征；

根据每一列的激光横截面中心点得到激光条纹中心线，基于所述中心线选取焊缝特征点，得到焊缝在世界坐标系下的实际位置，从而使得自动焊接设备实时确定焊接位置；确定焊缝图像矩阵中每一列的激光横截面中心点，具体为：

选取图像矩阵当前列的激光横截面中心点；

判断所述激光横截面中心点是否符合激光中心线形态特征，如果是，将所述中心点作为当前列的激光横截面中心点，计算图像矩阵下一列的激光横截面中心点；否则，判断所述激光横截面中心点是否满足激光条纹形态特征；

若符合，将所述中心点作为当前列的激光横截面中心点，计算图像矩阵下一列的激光横截面中心点；若不符合，重新选择当前列的激光横截面中心点，直至得到符合要求的中心点；

遍历图像矩阵的所有列，得到焊缝图像矩阵中每一列的激光横截面中心点。

2.如权利要求1所述的一种基于形态特征滤波的激光焊缝跟踪图像处理方法，其特征在于，选取图像矩阵当前列的激光横截面中心点，具体为：

获取图像矩阵当前列的最大灰度值；搜索图像矩阵当前列连续最大灰度值出现最长的区段，选取该区段所在位置的中间值作为激光横截面中心点。

3.如权利要求1所述的一种基于形态特征滤波的激光焊缝跟踪图像处理方法，其特征在于，判断所述激光横截面中心点是否符合激光中心线形态特征，具体为：计算当前列与上一列选取的激光横截面中心点的图像y轴距离，若所述距离大于1，则所述中心点的选取不满足激光条纹中心线的形态特征；若所述距离不大于1，则所述中心点作为当前列激光横截面中心点。

4.如权利要求1所述的一种基于形态特征滤波的激光焊缝跟踪图像处理方法，其特征在于，判断所述激光横截面中心点是否满足激光条纹形态特征，具体为：

(1)选取第j+c列第i-2行、第i-1行、第i行、第i+1行和第i+2行的灰度值，其中，c的初始值为1，j为当处理图像列的序号；

(2)选取上述灰度值中的最大值，根据所述最大值确定激光横截面中心点是否满足激光条纹形态特征。

5.如权利要求4所述的一种基于形态特征滤波的激光焊缝跟踪图像处理方法，其特征在于，根据所述最大值确定激光横截面中心点是否满足激光条纹形态特征，具体为：

如果所述最大值小于等于零，则所述激光横截面中心点不满足激光条纹形态特征；

如果所述最大值大于零，且最大值的数量为1个，则令i等于最大值所在的行，c＝c+1；判断是否达到迭代次数，若未达到，重新选取灰度值中的最大值；否则，判定所述激光横截面中心点符合激光条纹形态特征；

如果所述最大值大于零，且最大值的数量为2个，则判断当前列与上一列选取的激光横截面中心点的图像y轴距离是否大于1，若大于1，则令i等于两个最大值所在的行数中的较大值；否则，令i等于两个最大值所在的行数中的较小值；令c＝c+1；判断是否达到迭代次数，若未达到，重新选取灰度值中的最大值；否则，判定所述激光横截面中心点符合激光条纹形态特征。

6.如权利要求1所述的一种基于形态特征滤波的激光焊缝跟踪图像处理方法，其特征在于，基于所述中心线选取焊缝特征点，具体为：

计算中心线上第j列激光条纹横截面中心点与j+1列激光条纹横截面中心点梯度的绝对值；j＝1,2,3……,n-1；n为图像矩阵的列数；

选取梯度绝对值最大时所对应的当前列，记为x；获取所述当前列激光中心点的位置y；得到焊缝特征点坐标(x，y)。

7.如权利要求1所述的一种基于形态特征滤波的激光焊缝跟踪图像处理方法，其特征在于，根据每一列的激光横截面中心点得到激光条纹中心线之后，还包括：从图像矩阵的第N列开始，反向遍历至第一列，重新提取激光条纹段的中心线；N为设定值。