第37卷第4期 2016年4月
焊接学报
TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION
Vol.37 April
微间隙焊缝磁光成像小波多尺度融合检测
高向东，黄冠雄，萧振林，陈晓辉
（1.广东工业大学机电工程学院，广州510006；2.广州番禺高勋染整设备制造有限公司，广州511400）
No.4 2016
摘要：针对微间隙（小于0.1mm)对接焊缝，通过对焊件施加感应磁场，并利用法拉第旋光原理构成的磁光传感器，获取焊缝磁光图像。为了获取焊缝的准确位置，研究一种焊缝磁光图像的小波多尺度信息融合边缘检测方法对焊缝磁光图像进行3层小波分解，获得包含焊缝边缘信息的小波高類图像，根据各尺度高频信息包含的细节丰富度，融合各尺度高频图像，然后用小波模局部极大值对融合图像进行边缘检测，得到抗噪性和连续性好、定位精度高的焊缝边缘，最后进行焊缝跟踪试验。结果表明，磁光图像小波多尺度信息融合是一种有效的焊缝边缘提取方法，适用于磁光成像传感的微间隙焊缝跟踪图像处理过程
关键词：磁光成像；微间隙焊缝；边缘检测；小波变换；信息融合
中图分类号：TG409 0序言
文章编号：0253360X(2016)04000104
文献标识码：A
而噪声会迅速减少，这是小波应用于边缘提取的理论依据结合焊缝磁光图像的实际情况，提出一种
随着激光焊接技术目趋广泛的应用，对激光焊
接的质量也提出了更高的要求，其中精确的焊缝识别和跟踪是保证激光焊接质量的关键1.2．基于磁光成像传感的焊缝识别是一种精确检测焊缝位置的新方法3.由磁场感应器在焊件中激励出感应磁场，磁场分布将在焊缝间隙处发生改变，磁光传感器在该磁场的作用下产生焊缝磁光图像，该方法主要用于检测紧密对接、无坡口、间隙小于0.1mm的微简隙焊缝
焊缝边缘是焊缝磁光图像的最主要特征，获取准确的焊缝边缘信息是焊缝磁光图像处理的关键步骤．传统的边缘提取算法的优点是计算量小、实现简单，但由于磁光传感器对工业现场的电、磁等干扰非常敏感，导致获取的焊缝磁光图像的边缘复杂性大大增加使这些方法检测到的焊缝边缘往往比较租，抗噪性能和焊缝边缘定位精度有待进一步提高.
小波变换具有良好的时频分析和多尺度分析能力，而图像边缘可以看作二维信号的突变点，与突变信号相对应的小波分解系数在子带中显著地保留，
收稿日期：2014-10-10
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51175095）：广东省协同创
新与平台环境建设专项资助项目（2015B090901013）；广东省重大科技专项资助项目（2014B090921008）；广州市科学研究专项资助项目（1563000554）；佛山市科技创新专项资助项目（2014AG10015）
基于小波分析多尺度融合的边缘检测方法，提取焊缝磁光图像的边缘特征，并与传统的边缘检测算法进行分析比较，最后进行焊缝跟踪试验，试验结果表明根据该方法提取的边缘获得的焊缝位置准确，焊缝跟踪效果理想，
1焊缝磁光成像及试验系统 1.1法拉第磁光旋转效应
如图1所示，当一束线偏振光在介质中传播时，若在平行于光的传播方向上外加磁场，则光的振动方向将发生偏转，偏转角度"与磁感应强度B和光穿越介质的长度D的乘积成正比，即
=VBD
式中：系数V为介质材料的费尔德（Verdet)常数
旋光介质
入射偏振光
外加磁场
偏振光旋转角度
偏振光传播方向
图1法拉第磁光效应原理
(1)
Fig. 1Schematic of Faraday magneto-optical effect