[发明专利]基于局部图像纹理特征匹配的焊缝自动识别视觉方法

摘要

一种基于局部图像纹理特征匹配的焊缝自动识别视觉方法，适用焊缝检测与跟踪属先进制造与自动化领域。本发明先用摄像机拍摄焊缝区域图像，拍摄时使该图像包括焊缝两个边缘区域；然后在焊缝起始位置的焊缝图像中分别提取出包含焊缝左右边缘在内的左、右模板图像，在后续焊缝图像中据已知的焊缝边缘位置自动给出包含两个焊缝边缘在内、且比模板图像宽的左右边缘区域图像；之后同时对模板图像和边缘区域图像进行相同的纹理特征分析，提取纹理特征；用纹理特征模板和边缘区域纹理特征矩阵进行相关匹配，确定焊缝边缘位置。本发明实现焊缝识别，特别对于多层焊中的填充焊和盖面焊的焊缝识别较结构光方法和一般被动光视觉方法有明显优势，有较强适用性。

主权项

1.基于局部图像纹理特征匹配的焊缝自动识别视觉方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、图像获取：使用摄像机拍摄焊缝区域图像，拍摄时使该图像包含焊缝的左右边缘区域；2)、模板图像提取：在焊缝起始位置图像中分别提取出包含焊缝左右边缘在内的图像区域作为模板图像，包括左模板图像和右模板图像，在模板图像中已知焊缝的左右边缘位置；模板图像中的焊缝位置尽量处于居中位置；3)、模板图像纹理特征分析：对左模板图像和右模板图像进行相同的纹理特征分析，计算纹理特征值，形成两个纹理特征模板；4)、焊缝边缘区域图像自动确定：在后续焊缝图像中，根据已知焊缝边缘位置自动确定一个包含待识别焊缝边缘在内、且比模板图像宽的局部图像作为当前的焊缝边缘区域，该区域沿焊缝方向与模板同样长度；自动确定待识别焊缝边缘区域时，使待识别焊缝边缘区域图像的中心位置在焊缝横向与已知的焊缝边缘位置对齐；5)、边缘区域图像纹理特征分析：对两个边缘区域进行与模板图像相同的纹理特征分析，计算纹理特征值，形成边缘区域图像的纹理特征矩阵；6)、模板匹配与焊缝边缘位置确定：分别用两个纹理特征模板分别在对应的边缘区域纹理特征矩阵内进行相关匹配，且根据匹配结果确定焊缝两个边缘的位置：当相关系数最大时，焊缝边缘区域图像上对应于模板图像中的焊缝边缘位置的像素点即为该段焊缝的边缘位置；进而依据焊缝边缘区域图像在焊缝图像上的位置确定焊缝边缘位置；7)、重复步骤4)、5)和6)，即可得到整条焊缝的边缘位置，分别连接上述的左、右焊缝边缘位置即可获得焊缝的左、右边缘。