激光视觉焊缝跟踪实时图像处理技术

随着生产自动化和智能化的发展，自动焊在焊接领域得到了越来越广泛的应用。为了进行精确的自动焊接，必须配套焊缝自动跟踪技术。如使用机械传感技术、电磁感应式传感技术、电弧传感技术、激光视觉传感技术。其中，激光视觉传感技术由于高灵敏度、高测量精度、强抗电磁干扰、与工件非接触等优点而深受市场**。接下来就对激光视觉传感技术中的关键技术——实时图像处理技术进行分解说明。

在使用激光视觉传感技术进行焊缝跟踪控制的过程中，激光二极管发出的点光源经过柱状镜变成一束线光源，投射到工件表面，这样就可以同时得到工件表面和高度方向的二维信息。CCD接收到反射光后，将信号送入到图像采集卡，经过A/D转换成8bit数字信号，以中断传送方式经过PCI总线送入计算机内存。图像的灰度级为256级，0代表黑色，255代表白色。接着调用图像处理程序进行图像预处理和图像后处理，得到偏差信号后，经控制算法得到控制信号，由执行机构控制交流伺服电机做上、下、左、右4个方向的运动，以达到实时偏差调整的目的。

为什么需要先图像预处理。现场采集得到的原始图像上存在着大量由飞溅、烟尘及焊接电噪声产生的噪声信号。这些噪声会使特征信号被严重干扰淹没，不利于特征量的提取，因此必须进行预处理。预处理包括滤波和增强等步骤，一般针对采集到的原始图像特点，分析后采用log滤波、中值滤波、二值化处理等算法，就能够得到效果很好的预处理图像，基本上过滤了飞溅、弧光、电噪声等干扰信号。

图像经过预处理后，并不能马上用于特征点的检测。因为它有一定的宽度，中间或许还有断点，因此首先需要抽取激光带的中心线。常用的方法是Hough变换，具体如何操作，这里就不再赘述了。感兴趣的可以网络查找教程。

抽取完激光带的中心线后，接下来的任务就是找到中心线上的特征点。主要是根据传感器与焊缝相对位置的坐标变化，就可以确定焊枪与焊缝位置的变化。发送控制量给执行电机，调整焊枪自动对准焊缝。

以上就是激光视觉焊缝跟踪实时图像处理技术的整个过程。