[发明专利]带伪边缘的铝合金熔焊背面熔宽检测方法

摘要

本发明提供一种带伪边缘的铝合金熔焊背面熔宽检测方法，在铝合金熔焊过程中，采集当前时刻背面焊缝图像，经中值滤波、灰度拉伸后，基于灰度值最小值点与焊缝边缘特征点的对应关系，通过搜寻灰度值最小值点完成焊缝边缘特征点的识别，并提取出背面焊缝的边缘特征，经过Hough变换，得到焊缝边缘的拟合直线段，最后计算出当前时刻的背面熔宽，本发明有效解决了铝合金熔焊背面熔宽实时检测过程中伪边缘对焊缝边缘提取算法的干扰问题，提高了背面焊缝边缘特征的提取精度，有助于实现背面熔宽的闭环控制。

主权项

1.一种带伪边缘的铝合金熔焊背面熔宽检测方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：在铝合金熔焊过程中，采集当前时刻的背面焊缝图像，并将图像数据输入图像处理程序中，存储背面焊缝图像中每个像素点的列坐标、行坐标和对应的灰度值；步骤二：对背面焊缝图像进行中值滤波处理；步骤三：对中值滤波处理后的背面焊缝图像作灰度拉伸；步骤四：将背面焊缝图像沿焊缝对称轴分为上、下两部分，对背面焊缝图像上部的第一列，求取这一列的每一个像素点与其上下两个像素点灰度值的算术平均值，并将这些灰度值的算术平均值从小到大排序，取排序后的前a个灰度值，取这a个数据中的最大值max₁、最小值min₁和平均值mean₁；计算K₁₁＝|max₁‑mean₁+b|与K₁₂＝|min₁‑mean₁+b|，K₁₁和K₁₂是两个作为边缘判据的阈值；对背面焊缝图像下部的第一列，求取这一列的每一个像素点与其上下两个像素点灰度值的算术平均值，并将这些灰度值的算术平均值从小到大排序；取排序后的前a个灰度值，取这a个数据中的最大值max₂、最小值min₂和平均值mean₂；计算K₂₁＝|max₂‑mean₂+b|与K₂₂＝|min₂‑mean₂+b|，K₂₁和K₂₂是两个作为边缘判据的阈值；在计算图像边界点灰度值的算术平均值时，超出图像外不存在的像素点的灰度值用边界点的灰度值代替；步骤五：对背面焊缝图像上部的第一列，按从上到下的顺序遍历每一个像素点；当遍历到某一像素点时，取该像素点在其n×n邻域内灰度值的算术平均值ave₁，并计算该像素点的对应阈值K₁＝|ave₁‑mean₁|，若K₁≤K₁₁或K₁≤K₁₂，则将该像素点及该点以下的像素点灰度值设置为0，停止遍历；否则将该像素点的灰度值设置为255，并往下遍历；对背面焊缝图像下部的第一列，按从下到上的顺序遍历每一个像素点；当遍历到某一像素点时，取该像素点在其n×n邻域内灰度值的算术平均值ave₂，并计算该像素点的对应阈值K₂＝|ave₂‑mean₂|，若K₂≤K₂₁或K₂≤K₂₂，则将该像素点及该点以上的像素点灰度值设置为0，停止遍历；否则将该像素点的灰度值设置为255，并往上遍历；步骤六：对背面焊缝图像上部及下部的剩余每一列，重复步骤四到步骤五，最后得到去除伪边缘及二值化处理后的背面焊缝图像；步骤四到步骤六为去除伪边缘及二值化的图像处理算法，该算法对伪边缘不敏感，执行该算法后，除焊缝真实边缘以外的其他图像信息被全部去除，伪边缘也被一并去除；步骤七：将背面焊缝图像上部与下部合并，按从上往下的顺序重新遍历每一个像素点，对于遍历到的某个像素点，若其n×n邻域内的像素点灰度值都为0，则将该像素点灰度值设置为255，所有像素点遍历完成后，对背面焊缝图像作反色处理，统计每一列灰度值不为0的像素点的数目，若某一列灰度值不为0的像素点的数目大于l，则将该列所有像素点灰度值设置为0，遍历完成后得到焊缝边缘被突出显示的背面焊缝图像；步骤八：将所提取到的焊缝真实边缘进行Hough变换，分别得到焊缝上下边缘的两条拟合直线段，求出这两条拟合直线段正中间连续c列像素点的行数平均值r₁和r₂，则当前时刻铝合金焊缝的背面熔宽为W＝|P(r₁‑r₂)|，P为拟合直线段正中间连续c列像素点的像素比例因子的算术平均值。