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1、水下焊接中无弧V形焊缝的识别焊接2oo6(2)?39?水下焊接中无弧V形焊缝的识别南昌大学机电工程学院机器人与焊接自动化重点实验室(33o029)何银水张华摘要设计了一个水下焊接自动跟踪视觉系统,其主要由激光器,滤光片和CCD摄像机组成,被封装在防水的透明玻璃体中.焊接时激光器作为辅助光源,其与CCD成3照射焊件,得到焊件的V形剖面焊缝.由于水下焊接时拍摄的图像模糊且比较弱,采用中值滤波的方法进行图像增强,然后进行阈值变换得到焊缝,再用Kfisch边缘算子对焊缝进行边缘提取,提出了对边缘的灰度值取平均值得到焊缝中心线,最后对其进行直线拟合,提取V形焊缝的中心线所在
2、的最低点,画出中心线以进行标识.关键词:V形焊缝边缘检测焊缝识别E.)(IrIIoNoFNoARCV—sIPEWELDslⅫU]Robot&WeldingAutomationKeyLab.MechanicalandElectronicEngineeringSchool,NanchangUniversityAbstractAvision—basedunderwaterweldtrackingsystem惴designed,whichwasmainlymade叩oflaser,apieceoffilterandCCDca艄sealedintheⅦIte印ass
3、container.Thelaserwasused鹄the龇bslight,whichirradiatedtheweldmentaswellasthereis锄angleof30~betweenthelaserandCCDtogettheV—sIpecID日s—sectionweld咖.Be-causetheirImshottedunderwaterwerevague,medianfaltermethodwasadoptedtostrengthentheirIm.Afterthat,thresholdtllu~ornl惴usedtogettheweld艇舢andt
4、henKrischwasusedtogettheedoftheweld艇舢andthecentezlinesoftheweld咖byaveragingthegraymⅡllber0ftheimageed.Atlast,atechnologywasusedtomakethegraypointsthatnotonthesⅢllelinestogetthecharacteristicpoints.thatwerethelowestpointsofthecenterlinesontheweld8e姗aswell∞alinewasdrewtoidentifythem.Key
5、WOi~'-V—shapewelds咖I,edgedetection.recogammoftheweldse_n0序言水下自动焊接是一门实用性极强的技术,由于我国新的海洋战略政策,为使我国成为一个海洋强国,现在和今后在海洋工程建设和维修方面的工作日益增多,所以水下焊接这一技术被提高到很重要的位置.对于浅水或者简单的焊接,用潜水焊工进行作业或许可行,但是对于深海或海况恶劣的情形,人工焊接就使得人身安全得不到保障.因此,水下自动焊接具有非常重要的意义.目前水下焊接的方法有三类:湿法焊接,干法焊接和局部干法焊接.干法焊接成本太高,系统采用传统的湿法焊接,视觉传感器由激光
6、器,滤光片和CCD摄像机构成.激光器为红光一字线激光器,由点激光二极管发光通过一组透镜变换成直线形的激光条纹…;滤光片的主要功能是只允许激光波长(650nln±2姗)附近的光线进入CCD摄像机.采集图像时CCD垂直于焊件激光器以与CCD成30~照射焊件,拍摄的图像经过图像采集卡传给计算机.在拍摄时由于水中尘埃和胶质粒子等微粒以及水流,气泡等使得光线发生了散射,同时图像采集中硬件和玻璃反光产生的噪声使得采集的图像模糊和光线过弱,因此要对其进行滤波和增强,为此提出对其进行中值滤波和阈值变换,然后用Krisch边缘算子对其进行边缘的提取,得到边缘图像后再用软件方法实现边
7、缘的中心线的提取,随后进行直线拟合得到中心线的最低点.这种方法能克服水流,气泡和各种微粒散射等的干扰,可以准确的得到V形焊缝的中心线,从而为自动跟踪提供参考点,也为水下有弧焊接的自动跟踪打下基础,对水下焊缝的自动跟踪具有重要意义.?40焊接∞06(21无弧v形焊缝图像的滤波与增强1.1焊缝图像的获取水下焊接时,由于水中俘在各种微粒以及胶伴,使得水的能见度降低,同时CCD接受激光的反射光线减少,这样采集到的图像就比较模糊.而且比较弱.图I是在盛水容器中装入普通的白来水,踩度为20al1_温度为20～26:中采集图像的视觉系统示意图试验时采集到的图像如图2所示,腔伴图
8、I桃进系统
