發(fā)布時間：2021-02-03 03:27

　　對于線結(jié)構(gòu)光視覺傳感的焊縫跟蹤系統(tǒng),快速、精準(zhǔn)地識別和提取焊縫特征點是關(guān)鍵.根據(jù)結(jié)構(gòu)光條紋線在焊縫處的變形導(dǎo)致的條紋不連續(xù)現(xiàn)象,對不銹鋼平板對接焊縫和搭接焊縫進行了跟蹤試驗,提出以改進的均值漂移算法提取焊縫特征點的算法.與傳統(tǒng)算法不同,所提算法免去了提取條紋中心線與擬合條紋線過程,直接通過漂移識別焊縫特征點;通過限制漂移算法的搜索方向,防止搜索"回漂"現(xiàn)象;引入漂移加速因子,提高算法執(zhí)行效率.試驗結(jié)果表明,利用改進均值漂移算法能夠有效地識別焊縫特征點,顯著地提高焊縫跟蹤的準(zhǔn)確度和實時性能. 

【文章來源】：華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019,47(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

結(jié)構(gòu)光視覺傳感的焊縫跟蹤試驗裝置原理圖Fig．1Schematicdiagramofweldseamtrackingtestingequip-

第4期高向東等:改進均值漂移算法的焊縫特征點識別分析133圖1結(jié)構(gòu)光視覺傳感的焊縫跟蹤試驗裝置原理圖Fig．1Schematicdiagramofweldseamtrackingtestingequip-mentbasedonstructuredlightvision2圖像預(yù)處理圖2為不銹鋼薄板對接焊縫的實物圖和對應(yīng)的結(jié)構(gòu)光條紋圖．為了提高圖像處理的效率和降低攝像機成像時徑向畸變的影響，對結(jié)構(gòu)光條紋圖像截取了ＲOI(感興趣區(qū)域)圖．如圖3所示，以結(jié)構(gòu)光圖像縱軸方向的灰度分布圖的極值點yc為ＲOI圖在縱軸方向的中心，以結(jié)構(gòu)光條紋圖的橫軸中心作為ＲOI圖的橫軸中心，截取了固定大小為200像素×100像素的ＲOI圖．受焊接工件自身的反光性和表面形貌的影響，結(jié)構(gòu)光條紋圖像在條紋線區(qū)域之外容易形成局部亮點，以3像素×3像素大小的模板核對ＲOI圖像進行非線性中值濾波．圖4展示了ＲOI圖和對應(yīng)的中值濾波圖．圖2薄板對接焊縫實物圖和結(jié)構(gòu)光條紋圖Fig．2Actualimageandstructuredlightstripeimageofbuttjointofthinsteelplate圖3結(jié)構(gòu)光條紋圖的豎軸方向非零值像素數(shù)量分布Fig．3Quantitydistributionofnon-zeropixelsontheverticalaxisinstructuredlightstripeimage圖4ＲOI圖的濾波過程Fig．4ProcessofimagefilteringforＲOIimage3特征點提取方法均值漂移算法是機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的一種無監(jiān)督迭代聚類算法，它能迅速地定位數(shù)據(jù)集的稠密中心，已成功應(yīng)用于圖像聚類、目標(biāo)跟蹤和物體分割等領(lǐng)域［15-17］．假設(shè)在Ｒd空間內(nèi)，某一數(shù)據(jù)集S有n個數(shù)據(jù)點，每個數(shù)據(jù)點分別標(biāo)記為x1，x2，…，xn，即xi∈Ｒd，i=1，2，…，n(1

第4期高向東等:改進均值漂移算法的焊縫特征點識別分析133圖1結(jié)構(gòu)光視覺傳感的焊縫跟蹤試驗裝置原理圖Fig．1Schematicdiagramofweldseamtrackingtestingequip-mentbasedonstructuredlightvision2圖像預(yù)處理圖2為不銹鋼薄板對接焊縫的實物圖和對應(yīng)的結(jié)構(gòu)光條紋圖．為了提高圖像處理的效率和降低攝像機成像時徑向畸變的影響，對結(jié)構(gòu)光條紋圖像截取了ＲOI(感興趣區(qū)域)圖．如圖3所示，以結(jié)構(gòu)光圖像縱軸方向的灰度分布圖的極值點yc為ＲOI圖在縱軸方向的中心，以結(jié)構(gòu)光條紋圖的橫軸中心作為ＲOI圖的橫軸中心，截取了固定大小為200像素×100像素的ＲOI圖．受焊接工件自身的反光性和表面形貌的影響，結(jié)構(gòu)光條紋圖像在條紋線區(qū)域之外容易形成局部亮點，以3像素×3像素大小的模板核對ＲOI圖像進行非線性中值濾波．圖4展示了ＲOI圖和對應(yīng)的中值濾波圖．圖2薄板對接焊縫實物圖和結(jié)構(gòu)光條紋圖Fig．2Actualimageandstructuredlightstripeimageofbuttjointofthinsteelplate圖3結(jié)構(gòu)光條紋圖的豎軸方向非零值像素數(shù)量分布Fig．3Quantitydistributionofnon-zeropixelsontheverticalaxisinstructuredlightstripeimage圖4ＲOI圖的濾波過程Fig．4ProcessofimagefilteringforＲOIimage3特征點提取方法均值漂移算法是機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的一種無監(jiān)督迭代聚類算法，它能迅速地定位數(shù)據(jù)集的稠密中心，已成功應(yīng)用于圖像聚類、目標(biāo)跟蹤和物體分割等領(lǐng)域［15-17］．假設(shè)在Ｒd空間內(nèi)，某一數(shù)據(jù)集S有n個數(shù)據(jù)點，每個數(shù)據(jù)點分別標(biāo)記為x1，x2，…，xn，即xi∈Ｒd，i=1，2，…，n(1

【參考文獻】：
期刊論文
[1]無坡口對接焊縫特征角點檢測方法[J]. 王文超,高向東,丁曉東,張南峰.  焊接學(xué)報. 2018(09)
[2]基于曲率與灰度復(fù)合的角點亞像素定位方法[J]. 丁艷蓉,白瑞林,倪健.  激光與光電子學(xué)進展. 2018(03)
[3]厚板窄間隙磁控電弧TIG焊接自動控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 賈傳寶,杜永鵬,武傳松,袁新.  華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(09)
[4]基于視覺傳感的CO2焊焊接偏差識別[J]. 郭波,石永華.  華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(07)
[5]微間隙焊縫磁光成像檢測及跟蹤方法[J]. 高向東,吳嘉杰.  機械工程學(xué)報. 2015(04)



本文編號：3015829