[发明专利]基于统计学的焊缝起始点自动寻位方法

摘要

基于统计学的焊缝起始点自动寻位方法，在焊枪前端安装视觉传感器，视觉传感器连续采集焊件图像，对图像进行二值化处理，提取出焊件图像上焊缝的特征点，将其存入数据队列。在摄像机坐标系下，对焊缝特征点进行统计学计算，计算出焊缝特征点的标准差，与标准差的阈值进行比较，当阈值满足要求时，寻找出数据队列中的最后一个点作为焊缝的起始点。本发明采用视觉检测的方法进行焊缝起始点自动寻位，有效解决了焊件不一致而导致的焊缝起始点难以寻位的难题，为实现全自动焊接提供了一种有效的方法。

主权项

基于统计学的焊缝起始点自动寻位方法，其特征在于：焊枪及视觉传感器安装在执行机构上，寻位过程中通过执行机构带动焊枪及视觉传感器水平运动或垂直运动，通过视觉传感器包括摄像机，用于采集焊缝图像，视觉传感器安装在焊枪的前方，较焊枪更靠近焊缝的位置；将视觉传感器定位在焊缝起始端线的外侧，焊缝延伸的方向与焊枪水平运动的方向相同，启动执行机构及视觉传感器，焊枪向靠近焊件的方向运动；视觉传感器连续采集焊件图像，对图像进行二值化处理，提取出焊件图像上焊缝的特征点，将其存入数据队列；对焊缝特征点进行统计分析：统计某时段内，提取特征点失败的图像数量占全部图像数量的百分比：其中，n_t为该时段内采取焊件图像的总数，n_u为提取焊缝特征点失败的图像数量；将焊缝视为一系列连续特征点，以摄像机坐标系为标准，计算所有焊缝特征点在摄像机坐标系下坐标的平均值其中，p_i为第i个特征点对应在摄像机坐标系下的三维坐标，p_i＝[x_i,y_i,z_i],n_v为提取出焊缝特征点的图像数量；计算数据队列中焊缝特征点的标准差：其中，n_v为提取出焊缝特征点的图像数量，σ为焊缝特征点的标准差；判断当前视觉传感器所在区域是否为焊缝有效区域：标定λ的阈值记为λ_t；σ的阈值，记为σ_t；若λ＞λ_t或σ＞σ_t，判断视觉传感器所在区域为无效区域；若λ＜λ_t且σ＜σ_t，判断视觉传感器所在区域为有效区域；若为无效区域，则表示视觉传感器还处于焊缝起始端线外侧，执行机构控制视觉传感器继续向靠近焊件的方向行走，并重复计算λ和σ；若为有效区域，则表示视觉传感器已处于焊缝起始端线内侧，此时，从数据队列中查找，找出数据队列记录的最后一个焊缝特征点，记为焊缝的起始点。