[发明专利]一种基于双目视觉的法兰弯管自动焊接方法

权利要求书

1.一种基于双目视觉的法兰弯管自动焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，根据法兰的尺寸和测量精度要求，确定工业相机的传感器尺寸和像素尺寸，将法兰固定，并利用一个平面标靶摆动不同的姿态对两个固定的工业相机位置关系进行标定，标定完成后，得到两个相机的内参数以及与法兰的相对位置关系；

步骤二，同步触发两个视觉传感器采集固定法兰图像，通过边缘检测、边缘修补、形态学细化、形态学裁剪、梯度角剔除、椭圆拟合的图像处理方法获取法兰各个通孔中心在两个相机中对应的图像坐标；

步骤三，采用双向极线匹配算法进行法兰通孔中心的三维重建，获取法兰所有通孔的空间坐标系，并构建弯管坐标系的空间坐标系；

步骤四，根据法兰与弯管相对的空间坐标系，将法兰弯管自动焊接。

2.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉的法兰弯管自动焊接方法，其特征在于，所述步骤二中边缘检测方法采用Canny边缘检测算法对法兰图像的通孔进行边缘检测。

3.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉的法兰弯管自动焊接方法，其特征在于，所述步骤二中边缘修补方法通过分析边缘图像像素点8邻域特征对图像进行边缘修补。

4.根据权利要求3所述的一种基于双目视觉的法兰弯管自动焊接方法，其特征在于，所述步骤二中形态学细化方法是将经过边缘检测和边缘修补后的二值图像进行细化；基于二值图像中中心像素点、内部点、断点、孤立点、边缘点、断点进行细化的依据包括以下内容：

内部点不能删除；

孤立点不能删除；

端点不能删除；

若中心像素点是边缘点，去掉中心像素点后，如果连通分量不增加，则中心像素点可以删除；

5）根据上述细化依据把8邻域像素点的像素值从大到小排列，得到索引表，根据待处理点的8邻域点的情况查询索引表，若索引表中的元素是1，则表示该点可删，否则保留，因为像素值只能是0或1，因此8邻域点共有2^8=256种可能情况，因此，索引表内的元素的数量是256，索引表内的元素的排列顺序由左向右、从上到下的方向按照255-0的值从大到小依次排序，索引表具体如下：

{0,0,1,1,0,0,1,1,1,1,0,1,1,1,0,1,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,1,

0,0,1,1,0,0,1,1,1,1,0,1,1,1,0,1,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,1,

1,1,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,

1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,0,1,1,1,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,

0,0,1,1,0,0,1,1,1,1,0,1,1,1,0,1,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,1,

0,0,1,1,0,0,1,1,1,1,0,1,1,1,0,1,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,

1,1,0,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0,

1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,0,1,1,1,0,0,1,1,0,0,1,1,1,0,1,1,0,0,1,0,0,0}。

5.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉的法兰弯管自动焊接方法，其特征在于，所述步骤二中梯度角剔除方法利用梯度角信息确定交叉点属于哪一边缘，同时通过粘连边缘的分割去掉干扰边缘。

6.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉的法兰弯管自动焊接方法，其特征在于，所述步骤四中自动焊接是指通过法兰空间坐标系与弯管空间坐标系计算两坐标系变换矩阵，以便将弯管进行旋转平移后和法兰进行对接，焊接机器人固定，利用三点焊接来实现焊接。