机电工程技术2017年第46卷第09期
DOI: 10. 3969 / j. issn. 10099492. 2017. 09. 024
基于机器视觉的微间隙焊缝识别方法
陈廷艳12，高向东，刘俊，许二娟
工业自动化
（1.佛山职业技术学院机电工程系，广东佛山528137；2.广东工业大学机电工程学院，广东广州510006）摘要：影响焊缝跟踪精密性的关键因索是对焊缝位置的准确识别。利用磁光成像技术采集微间限（0~0.1mm）焊缝图像，对焊缝图像的特征进行分析，获得包含焊缝位置信息的感兴趣区域（ROI)，针对感兴趣区域进行预处理和边缘检测，能提高图像处理的效率，又根据焊缝磁光边缘方向不一、细节丰富的特点引人多方向上的结构元素对形态学边缘检测算子进行优化，并与梯
度边缘检测算子进行比较。结果表明，该方法能高效、准确地检测出焊缝中心的位置，为后续的焊缝跟踪提供有用信息。关键词：机器视觉；微间隙；焊缝识别
中图分类号：TP242.6*2
文献标识码：A
文章编号：10099492（2017）09008903
ARecognitionMethodofMicro-GapWeldSeamBasedon
Machine Vision
CHEN Ting-yan',GAOXiang-dong，LIU Jun'，XU Er-juan
(1. Department of Electromechanical Engineering, Foshan Polytechnic, Foshan 528137, China :
2. School of Electromechanical Engineering, Guangdong University of Technology , Guangzhou 510006, China)
Abstract: The key factor that affects the precision of seam tracking is the accurate identification of weld position. Using tht magnetooptical imaging teehnology to acquire the image of microgap weld which is less than 0.1mm, and analyzing the characteristics of the weld seam image, and then obtaining the region of interest (ROl) that containing location information of the weld seam. Imags preprocessing and edge detection are conducted in the region of interest, which can improve the efficiency of image processing, And according to the edge characteristics of multidirectional and full of details in the magneto optie image, bringing the structure elements in different directions to optimize the morphological edge detection operator, and compared with the gradient edge detection operators. The results shor that this method can effectively and aceurately detect the position of the weld center, and provide useful information for the seam tracking-
Key words: machine vision; microgap; weld seam recognition
0序言
为了保证良好的焊接质量，实现精密的焊缝跟踪，焊接过程中通常会采用各种传感方法获取焊缝或熔池的相关信息。所应用的传感器主要为非接触式传感器，如超声波传感器、红外传感器、电磁式传感器和视觉传感器等。其中视觉传感技术具有精度和灵数度高、能获取大量信息、抗干扰能力强和适用于各种形状焊缝的优点，目前已经成为焊接过程中最受关注的传感技术"。
根据传感器成像时是否利用辅助光源，视
觉传感方法分为主动视觉法和被动视觉法。主动视觉法中的结构光视觉检测方法可以检测焊缝截面的形状和尺寸，其测量方法是基于三角
收稿日期：20170313 万方数据
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测量原理(-3)。虽然结构光法已广泛应用于各种焊缝的检测，但结构光法并不能有效识别间隙小于 0.1mm的微间隙焊缝。本文采用一种基于磁光成像技术的视觉传感方法获取焊缝图像，通过对形态学算子进行优化，研究在感兴趣区域内对微间隙焊缝的识别方法。
1磁光成像视觉传感 1.1磁光成像
磁光成像技术的理论基础是法拉第磁光效应。法拉第磁光效应可描述为：当一束线偏振光透过磁光介质时，若在平行于偏振光传播方向上外加一磁场，则该偏振光的偏振面会发生旋转。偏振面旋转的角度6与光波在介质申通过的路径