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可以获取图像中坡口及其中心线的基本位置

来源:未知作者:admin 更新时间:2018-04-19 16:10
10年内,我国将建成14条油气运送管道,组成两纵、两横、四关键、五气库,总长超过万千米的油气管输格式。管道的培植地区跨度大,沿线施工环境顽劣,加上管道运送渐渐向低压(7.5 MPa)、大口径(1 420 妹妹)标的目标发展,这对管道环焊缝的焊接提出了更高的请

  10年内,我国将建成14条油气运送管道,组成“两纵、两横、四关键、五气库”,总长超过万千米的油气管输格式。管道的培植地区跨度大,沿线施工环境顽劣,加上管道运送渐渐向低压(7.5 MPa)、大口径(1 420 妹妹)标的目标发展,这对管道环焊缝的焊接提出了更高的请求,管道环焊缝的焊接成为限定全部工程品质和培植周期的关键工序。

  鉴于天下领域内油气管线培植潜在的庞大市场,为进步焊缝品质,加重工人劳动强度,实现管道培植田野作业自动化,延长培植周期,国内外许多闻名的管道企业都停止过管道自动焊接技术及装备的开拓研制。

  众所周知,管道环缝的自动跟踪是实现自动焊接的条件,而环缝新闻的提取又是实现自动跟踪的必要条件,针对这一成绩停止了管道环缝坡口辨认研讨。

  今朝在对焊缝图象处理方面普及采纳基于图象灰度渐变的方法。这种方法分歧用于坡口边沿灰度渐变不较着、工件详情具备许多噪声滋扰等环境。形式辨认是60年代初迅速发展起来的一门新学科,属于新闻、控制和体系科学的规模。随着大规模集成技术的发展和计算机性价比的迅速进步,不管在理论上,还是在使用上,形式辨认技术都有明显的发展,推进了图象辨认等学术标的目标和新技术的发展。形式被懂得成取自天下无穷部分的繁多样本的 被丈量值的阐发;形式辨认便是试图肯定一个样本的种别属性,即把某一样本归属于多个模型中的某一个模型[1]。形式辨认体系应当实现形式收集、特性提取/抉择和分类等功效。对付环缝坡口来讲,固然不同管道环缝坡口的纹理特性不同,但统一道环缝坡口的纹理特性基础贯穿连接不同,因此针对每环缝坡口建立一相应的模板,采纳模板匹配方法辨认环缝坡口。首先采纳二维小波变更方法对初始坡口图象停止处理,对小波变更结果停止二值化处理,得到图象的纹理新闻,而后经由过程优化算法肯定较适合的小波变更尺度,肯定该尺度下小波变更结果的二值化图象为模板;对后续图象做统一尺度下的小波变更及二值化处理,采纳模板在二值化处理后的后续图象长停止模板匹配计算,肯定后续图象坡口地位,最后输入后续图象坡口焦点数据。演绎综合地说,将环缝坡口辨认分为4步停止。

  鉴于在焊接机器人各种视觉传感器中,CCD传感器具备性能可靠, 得到图象清楚直观和应用方便等优点。本文采纳面阵CCD来得到焊缝坡口图象。经由过程Matrox Meteor-II/Standard图象收集卡将得到仿照图象转化为数字旌旗灯号送入计算机。图1为初始状态下焊枪对中精良时得到的环缝坡口图象。

  依照管道环缝坡口的多少特性及管道焊机器人上CCD摄像头装配特色,可以或许肯定如下初始条件:

  (2)焊枪在初始状态下正对焊道焦点,CCD摄像头焦点与焊枪焦点贯穿连接不同。

  图象中的许多重要特性是在空间地位中高度局部化的,这些身分其实不雷同于任何一个傅里叶基函数,并且它们的变更系数也不是紧凑散布的。这使得傅里叶变更等变更方法在阐发包括瞬态或局部化身分的旌旗灯号和图象时,得不到最好表示。为此,数学家和工程师们开拓出多少种应用无穷宽度基函数停止变更的方法。这些基函数不只在频次上并且在地位上是变更的,它们是无穷宽度的波并被称为小波。基于它们的变更被称为小波变更[2]。由于基数B样条函数可以或许说是对付软件或硬件实现都是比力有效的具备小支撑的最简单的函数,以是采纳B样条小波停止坡口图象纹理新闻提取。取尺度为2m三个标的目标小波如下式所示

  G(1)为取类Canny算子B样条一维小波FIR过滤系数g(1)的传送函数,G(2)为取类LoG算子B样条一维小波FIR过滤系数g(2)的传送函数。

  ≠2,3,4,5,6)。标记d代表Dirac过滤系数,该系数在原点为1,在别的处所为0

  由于坡口为垂直标的目标,用第一个标的目标小波对图1停止小波变更,得到结果如下图所示。

  ——第一个标的目标小波对焊缝坡口图象f停止尺度为21及22的小波变更后在(i,j)点处的值

  由图3可见,并非一切尺度下小波变更结果的二值化图象都得当作为模板。依照初始条件本文建立一模板抉择的目标函数:

  目标函数的意义为在二值图象焦点线%以上的条件下对图象停止最少次的小波变更,以减少计算光阴。优化算法流程图如图4所示。最后得到模板如图5所示。为进步形式辨认精度,没有取全部二值图象作为模板,而是取其中一段,取模板尺寸为100×280(像素)。

  下面采纳下面肯定的模板经由过程模板匹配算法辨认焊缝坡口。算法流程图如图6所示。计算结果如图7所示,由图7可见,图中具备一峰值,则该峰值对应的图象地区为图象中该段的坡口地区。

  4.1 约束条件焊枪与坡口焦点地位水平标的目标的偏差量不具备渐变,连续两次得到图象的坡口焦点偏差量绝对值小于L(依照实际环境肯定)。

  如图8所示,以图象焦点处(对应焊枪水平标的目标地位)为基准,-L处对应8位串行输入最小值0,图象焦点对应8位串行输入的两端值,2L长度对应8位串行输入最大值。计算当前坡口焦点与基准的水平地位差,并转化为串行数据,经由过程串行口输入。

  S(j)=Tp与 Ts(1:100, j:(j+Stc))的互相干计算结果

  j—列数 S—存储模板在后续二值图象中平移时在每相应地位的互相干值的数组 Tp—模板 Ts—后续坡口二值化图象 Stc—模板的总列数 Sbc—二值图象总列数

  (1)应用二维小波变更法可以或许得到焊缝坡口图象在水平标的目标及垂直标的目标的渐变纹理新闻。

  (2)针对不同坡口,在焊接初始状态天生一相应静态模板,将该模板与焊缝坡口图象停止模板匹配计算,可以或许得到图象中坡口及其焦点线的基础地位。现金彩票软件彩票文娱平台华人彩票官网登岸

 

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