[发明专利]基于主被动视觉结合的焊接偏差检测系统及检测方法

权利要求书

1.一种基于主被动视觉结合的焊接偏差检测系统，包括：管道焊接机器人，其特征在于：还包括图像采集系统、图像处理系统，所述图像采集系统包括工业相机、激光器、滤光装置，激光器的安装方向与管道焊接机器人的焊枪平行，工业相机倾斜拍摄电弧区和焊缝区，激光器投射的一字线型激光条纹与焊缝垂直交叉，工业相机的镜头上设置有滤光装置，滤光装置依次包括滤光片、偏振片、调光玻璃，图像处理系统根据图像采集系统获取的图像计算出工件坡口中心线与焊丝中心线沿x轴方向的距离Δx。

2.根据权利要求1所述的基于主被动视觉结合的焊接偏差检测系统，其特征在于：所述工业相机光轴与激光器中轴线的夹角为30°，激光器与焊枪的垂线距离为30mm，滤光片、偏振片、调光玻璃均与镜头同轴设置。

3.根据权利要求1所述的基于主被动视觉结合的焊接偏差检测系统，其特征在于：所述滤光片的中心波长为660nm。

4.根据权利要求1所述的基于主被动视觉结合的焊接偏差检测系统，其特征在于：所述调光玻璃为圆形，由透光率不同的两半圆玻璃组合而成，其左半部分采用透光率为100％的透明玻璃，右半部分采用衰减率为4.4％的减光片，左、右两个半圆的分界线投射在焊丝末端与激光条纹之间。

5.基于主被动视觉结合的焊接偏差检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：选取图像中ROI区域；

步骤2：对ROI区域进行去噪；

步骤3：获取ROI区域中焊丝末端中心点；

步骤4：获取ROI区域中焊缝特征点；

步骤5：根据焊丝末端中心点、焊缝特征点计算焊接偏差量。

6.根据权利要求1所述的基于主被动视觉结合的焊接偏差检测系方法，其特征在于：所述步骤1具体步骤如下：根据激光条纹和焊丝末端在焊接图像中的位置，分别设置了两个矩形框，将激光条纹和焊丝末端分别设置在矩形框内。

7.根据权利要求1所述的基于主被动视觉结合的焊接偏差检测方法，其特征在于：所述步骤2具体步骤如下：利用LoG算子对矩形框内图像进行滤波处理，获得焊丝末端位置的亮斑区域，激光条纹位置的加黑线段。

8.根据权利要求1所述的基于主被动视觉结合的焊接偏差检测方法，其特征在于：所述步骤3具体步骤如下：对亮斑区域求取中心点c。

9.根据权利要求1所述的基于主被动视觉结合的焊接偏差检测方法，其特征在于：所述步骤4具体步骤如下：采用高斯拟合法提取加黑线段的中心点，运用加权最小二乘法分别拟合出坡口左侧水平线L₁、坡口左侧斜线L₂、坡口右侧斜线L₃和坡口右侧水平线L₄，以L1和L2的交点作为左焊缝特征点a，以L3和L4的交点作为右焊缝特征点b。

10.根据权利要求1所述的基于主被动视觉结合的焊接偏差检测方法，其特征在于：所述步骤5具体步骤如下：在图像中连接左焊缝特征点a与右焊缝特征点b，并做出直线ab的中垂线x₁，以图像中的中心点c为起点做出垂线x₂，求取中垂线x₁与垂线x₂之间的垂线距离Δx作为焊接偏差量。