隨著(zhù)生產(chǎn)自動(dòng)化和智能化的發(fā)展，自動(dòng)焊在焊接領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應用。為了進(jìn)行精確的自動(dòng)焊接，必須配套焊縫自動(dòng)跟蹤技術(shù)。如使用機械傳感技術(shù)、電磁感應式傳感技術(shù)、電弧傳感技術(shù)、激光視覺(jué)傳感技術(shù)。其中，激光視覺(jué)傳感技術(shù)由于高靈敏度、高測量精度、強抗電磁干擾、與工件非接觸等優(yōu)點(diǎn)而深受市場(chǎng)好評。接下來(lái)就對激光視覺(jué)傳感技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)——實(shí)時(shí)圖像處理技術(shù)進(jìn)行分解說(shuō)明。

在使用激光視覺(jué)傳感技術(shù)進(jìn)行焊縫跟蹤控制的過(guò)程中，激光二極管發(fā)出的點(diǎn)光源經(jīng)過(guò)柱狀鏡變成一束線(xiàn)光源，投射到工件表面，這樣就可以同時(shí)得到工件表面和高度方向的二維信息。CCD接收到反射光后，將信號送入到圖像采集卡，經(jīng)過(guò)A/D轉換成8bit數字信號，以中斷傳送方式經(jīng)過(guò)PCI總線(xiàn)送入計算機內存。圖像的灰度級為256級，0代表黑色，255代表白色。接著(zhù)調用圖像處理程序進(jìn)行圖像預處理和圖像后處理，得到偏差信號后，經(jīng)控制算法得到控制信號，由執行機構控制交流伺服電機做上、下、左、右4個(gè)方向的運動(dòng)，以達到實(shí)時(shí)偏差調整的目的。

為什么需要先圖像預處理?，F場(chǎng)采集得到的原始圖像上存在著(zhù)大量由飛濺、煙塵及焊接電噪聲產(chǎn)生的噪聲信號。這些噪聲會(huì )使特征信號被嚴重干擾淹沒(méi)，不利于特征量的提取，因此必須進(jìn)行預處理。預處理包括濾波和增強等步驟，一般針對采集到的原始圖像特點(diǎn)，分析后采用log濾波、中值濾波、二值化處理等算法，就能夠得到效果很好的預處理圖像，基本上過(guò)濾了飛濺、弧光、電噪聲等干擾信號。

圖像經(jīng)過(guò)預處理后，并不能馬上用于特征點(diǎn)的檢測。因為它有一定的寬度，中間或許還有斷點(diǎn)，因此首先需要抽取激光帶的中心線(xiàn)。常用的方法是Hough變換，具體如何操作，這里就不再贅述了。感興趣的可以網(wǎng)絡(luò )查找教程。

抽取完激光帶的中心線(xiàn)后，接下來(lái)的任務(wù)就是找到中心線(xiàn)上的特征點(diǎn)。主要是根據傳感器與焊縫相對位置的坐標變化，就可以確定焊槍與焊縫位置的變化。發(fā)送控制量給執行電機，調整焊槍自動(dòng)對準焊縫。

以上就是激光視覺(jué)焊縫跟蹤實(shí)時(shí)圖像處理技術(shù)的整個(gè)過(guò)程。