一种提取焊缝中心线的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110021017A(43)申请公布日2019.07.16(21)申请号201910261024.5(22)申请日2019.04.02(71)申请人南通大学地址226019江苏省南通市啬园路9号(72)发明人赵佳皓李凯凯朱俊国裴彬辉黄奕晟华亮商亮亮罗来武吴劲松卢聂诚袁畅于文渊(51)Int.Cl.G06T7/00(2017.01)G06T7/136(2017.01)G06T7/187(2017.01)G06T7/194(2017.01)G06T7/66(2017.01)权利要求书1页说明书4页附图9页(54)发明名称一种提取焊缝中心线的方法(57)摘要本发明涉及一种提取焊缝中心线的方法，包括：获取焊缝的原始图像；对所述原始图像进行同态滤波，获得削弱光照影响的灰度图像；对所述灰度图像进行局部阈值二值化处理得到二值图像；对局部阈值二值化处理后的二值图像进行形态学操作；将处理后的二值图像进行连通域处理，提取最大连通域，得仅保留焊缝的二值图像；使用距离变换函数将二值图像变换为凸显出焊缝中心线的灰度图像；对处理得到的灰度图像进行局部阈值二值化处理，得到保留焊缝中心线的二值图像；对处理得到的保留焊缝中心线的二值图像进行形态学处理和连通域处理，提取焊缝中心线。本发明公开的提取焊缝中心线的方法提取准确度高，而且对焊接环境要求不高，应用广泛。CN110021017ACN110021017A权利要求书1/1页1.一种提取焊缝中心线的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.获取焊缝的原始图像；S2.对所述原始图像进行同态滤波，获得削弱光照影响的灰度图像；S3.对所述灰度图像进行局部阈值二值化处理得到二值图像；S4.对局部阈值二值化处理后的二值图像进行形态学操作；S5.将处理后的二值图像进行连通域处理，提取最大连通域，得到仅保留焊缝的二值图像；S6.使用距离变换函数将步骤S5处理得到的二值图像变换为凸显出焊缝中心线的灰度图像；S7.对步骤S6处理得到的灰度图像进行局部阈值二值化处理，得到保留焊缝中心线的二值图像；S8.对步骤S7处理得到的保留焊缝中心线的二值图像进行形态学处理和连通域处理，提取焊缝中心线。2.根据权利要求1所述的提取焊缝中心线的方法，其特征在于，对所述灰度图像进行局部阈值二值化处理得到二值图像，具体包括：对所述灰度图像中的每个像素点进行处理，得到二值图像；其中，二值图像中像素值为1的点属于前景区域，所述前景区域对应焊缝位置，二值图像中像素值为0的点属于背景区域。3.根据权利要求1所述的提取焊缝中心线的方法，其特征在于，对局部阈值二值化处理后的二值图像进行形态学操作，具体为：通过开操作断开不同连通区域之间的弱小的连接，使噪声形成孤立的小区域，再通过设定面积阈值去除噪声，得到降噪图像；对所述降噪图像通过闭操作闭合图像缺损。4.根据权利要求1所述的提取焊缝中心线的方法，其特征在于，步骤S6中所述距离变换函数为bwdist函数，所采用的公式为：b2＝bwdist(～b1)上式中，b1对应二值化焊缝图像矩阵，b2对应变换得到的凸显出焊缝中心线的灰度图像矩阵。5.根据权利要求1所述的提取焊缝中心线的方法，其特征在于，对保留焊缝中心线的二值图像进行形态学处理和连通域处理，提取焊缝中心线，具体包括：对保留焊缝中心线的二值化图像进行闭操作，得到消除内部孔洞的二值图像；对闭操作处理后的二值图像求最大连通域并保留最大连通域，得到略粗的二值化焊缝图像；对略粗的二值化焊缝图像进行细化操作得到所提取的焊缝中心线。2CN110021017A说明书1/4页一种提取焊缝中心线的方法技术领域[0001]本发明涉及焊缝跟踪技术领域，更具体地说，涉及一种提取焊缝中心线的方法。背景技术[0002]随着社会的发展，自动焊接机器人以及焊后应力处理装置的应用范围越来越广，在焊接或进行焊后处理之前，利用机器视觉找到焊缝是一个比较关键的问题，目前对焊缝中心线的提取方法有很多，但能够广泛应用的提取焊缝中心线的算法却不多。[0003]因为焊接环境的特殊性，焊接作业过程中往往会有火光飞溅等现象的发生，焊接结束后的结构件表面也会有一些残渣残留，在这样的环境中得到的焊缝图像经预处理后往往达不到预期效果，即无法完全滤去图像中的干扰噪声，亦或在滤除噪声的过程中会导致图像中有效信息也被滤除。当对一副图像的预处理达不到预期效果时，对焊缝中心线的提取会变得难上加难。[0004]同时当焊缝在一副图像中所占的比重比较大时，直接对二值化的焊缝图像进行无限次细化操作或者骨骼化操作后去毛刺是无法准确提取焊缝中心线的，甚至会导致一些复杂纹路的出现，从而导致焊缝中心线提取失败。例如针对图7所示的二值化焊缝图像，图像本身就带有一定的毛刺体，此时如