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本文将机器视觉和图像处理技术融入到紧密对接焊缝检测系统中,提出同时采用LED光源和激光进行紧密对接焊缝检测,来解决紧密对接焊缝检测难问题,本文主要研究内容包括以下几个方面: (1)结合紧密对接焊缝特点,选择主动视觉传感的系统方案,对视觉传感系统硬件进行选型,研究各个硬件的安装位置,自主设计紧密对接焊缝视觉传感系统并搭建焊缝实验检测平台。 (2)研究多个摄像机标定方法优缺点,最后采用张正友方法进行摄像机标定,并用标定参数进行图像矫正处理。 (3)提出一种局部范围内两步精确定位方法。第一步获取工件在不同尺度及旋转角度下图像,建立典型模板匹配库,利用模板匹配方法提取出焊缝初始点位置区域。第二步采用Shi-Tomasi算法在此局部范围内进行角点检测,计算亚像素级角点位置并进行初始焊位精确定位。 (4)结合焊缝实际特征对图像处理算法进行改进。采用焊缝处像素点灰度值与其上下、左右方向处像素点灰度值做差方法改进Canny算法,去除电弧光等干扰信息;采用在焊缝处梯度幅值突变特点选取自动阈值,实现焊缝自动检测。根据检测直线的斜率及直线端点灰度值等特点对累计概率Hough变换算法进行改进,改进后算法能够准确检测出焊缝中心线。在进行激光条纹检测时,利用焊缝图像特征进行激光条纹骨架提取。 最后采用搭建的焊缝检测实验平台,进行焊接实验,并对实验结果进行研究分析。实验表明自主设计的视觉传感系统性能稳定,抗干扰能力强,针对紧密对接焊缝研究的图像处理算法准确度高,鲁棒性强。经过综合分析,本课题能够实现对0.1mm紧密对接焊缝的检测工作。