[发明专利]一种基于分段线性拟合的焊缝识别方法

说明书

本发明公开了一种基于分段线性拟合的焊缝识别方法，包括步骤：(1)获取激光中心线的一系列离散点，采用递归细分法对所述离散点进行分段；(2)在每一段的离散点内，采用随机抽样一致的方式，寻找该段离散点的内点；(3)判断所寻内点数目与该段离散点数目的比值w，当比值w大于阈值we时，输出所寻内点并将所寻内点拟合成直线，否则返回步骤(2)；(4)采用距离比例判断法，对于斜率相近的相邻直线段进行合并；(5)将合并后的直线段及交点与设定的焊缝类型进行比较和匹配，提取出对应焊缝类型下的焊缝识别点位置Ps。本发明能够应对焊缝两侧表面非平面的情况，适应性较强，能够提高焊缝跟踪系统识别的稳定性。

技术领域

本发明应用于机器人智能焊接等方面，属于先进制造与自动化领域，涉及一种结构光视觉传感器的分段线性拟合焊缝识别方法。

背景技术

自动化焊接技术是焊接领域发展的方向。目前，结构光视觉传感器作为自动焊接辅助设备在焊接领域应用越来越多。结构光视觉传感器具有非接触、抗干扰能力强、测量精度较高、测量速度较快的特点，采用结构光视觉传感器能够增加焊接机器人的柔性，增加焊接过程的智能化。结构光视觉传感器主要基于三角测量原理，通过分析激光条纹在图像中的位置，并识别出焊缝点坐标，通过投影变换，能够计算出焊缝点的空间位置，从而可以将焊缝位置传输给机器人，使得机器人能够根据检测点进行位置调整，以适应焊接工件的差异性，达到智能焊接的效果。

结构光视觉传感器应用于焊缝跟踪，图像处理算法是核心技术之一，激光中心线的提取和焊缝点的识别是其中的关键技术。本发明主要针对焊缝识别部分，在提取的激光中心线的基础上，对多种焊缝类型进行识别。

结构光视觉传感器应用不仅仅只针对一种焊缝类型，对于一个焊接产品，可能包括多种焊缝类型，这就需要结构光视觉传感器能够准确的应对不同类型焊缝的识别要求。目前，较多应用只针对其中一种焊缝类型进行识别，没有通用性，适应性较差；还有的应用采用模板匹配的方式进行焊缝识别，这种方法需要预先定义模板图像，且匹配过程耗时较长。本发明将焊缝类型定义为点和线组合的形式，通过将激光中心线进行细分为多段直线段，不仅可以适应焊接工件两侧表面非平面的情况，而且该方式能够应用于多种焊缝类型的焊缝点识别上，不用针对每种焊缝类型独自设计焊缝识别方法。该方法简单方便，适应性较强，能够满足机器人焊缝跟踪的要求。

发明内容

本发明提出一种基于分段线性拟合的焊缝识别方法，目的在于提出一种通用的处理激光中心线的方式，能够适应不同类型焊缝的识别，满足机器人对不同焊缝类型的跟踪要求。

本发明采用的技术方案为：

一种基于分段线性拟合的焊缝识别方法，包括步骤：

(1)获取激光中心线的一系列离散点，采用递归细分的方式对所述离散点进行分段；

(2)在每一段的离散点内，采用随机抽样一致的方式，寻找该段离散点的内点；

(3)判断所寻内点数目与该段离散点数目的比值w，当比值w大于阈值we时，输出所寻内点并将所寻内点拟合成直线，否则返回步骤2，直至将激光中心线所有离散点变成有序的直线段；

(4)对于所述有序的直线段中相邻的直线段，采用距离比例判断方法，对于斜率相近的直线段进行合并；

(5)定义焊缝类型的形式，将提取的直线及交点与设定的焊缝类型进行比较和匹配，提取出对应焊缝类型下的焊缝识别点位置Ps。

进一步地，所述的步骤(1)具体包括：

(11)选取离散点中的首、尾点，将首、尾点连线，形成直线L1；

(12)在中间点中寻找距离直线L1最远的点P1，如果P1到L1的距离d1大于设置的阈值de，则在P1位置，将离散点分为两部分；