[发明专利]基于边缘的图像匹配窄间隙焊缝初始点定位装置和方法

权利要求书

1.一种基于边缘的图像匹配窄间隙焊缝初始点定位方法，其特征在于，基于边缘的图像匹配窄间隙焊缝初始点定位方法采用基于边缘的图像匹配窄间隙焊缝初始点定位装置采集图像信息，定位装置包括相机固定架、固定架连接件、摄像机、镜头、滤光片、背景光源，其中：

所述相机固定架内部固定所述摄像机，所述相机固定架内部设置所述固定架连接件，所述相机固定架通过固定架连接件使所述摄像机的光轴始终垂直于焊件平面，所述摄像机通过镜头获取焊件图像信息，所述滤光片的中心波长与所述背景光源的波长相同，所述滤光片设置于所述镜头与背景光源中间，所述背景光源发出的光源投射到焊件表面，定位方法包括以下步骤：

S1：将摄像机移动到焊缝初始点位置范围，并采集焊件表面的灰度图像；

S2：对所述灰度图像进行滤波处理；

S3：利用边缘检测算子对滤波后的灰度图像进行检测，获取焊件的边缘图像；

S4：对边缘图像进行直线变换，获取工件边缘和焊缝；

S5：使用预先建立的图像匹配库依次对边缘图像进行匹配打分，将最高分的匹配模板作为匹配结果；

S6：将匹配结果显示在滤波后的灰度图像上，对匹配区域采用角点检测对焊缝的初始点进行提取定位；

步骤S4之后，步骤S5之前，还有步骤：

对步骤S3中获取的边缘图像进行处理：设定距离阈值T，将步骤S3中获取的边缘图像中边缘所有点的二维坐标与识别出的工件边缘和焊缝进行距离筛选，具体为经边缘检测后具有灰度值点的二维坐标与识别出的工件边缘直线和焊缝直线进行距离筛选，若该点的坐标离工件边缘和焊缝的距离同时超出所述距离阈值T，则去除该点；若该点的坐标离工件边缘和焊缝的距离不同时超出所述距离阈值T，则保留该点。

2.根据权利要求1所述的基于边缘的图像匹配窄间隙焊缝初始点定位方法，其特征在于，所述背景光源为环型光源，所述背景光源的波长为635nm。

3.根据权利要求1所述的基于边缘的图像匹配窄间隙焊缝初始点定位方法，其特征在于，所述滤光片为窄带滤光片，所述滤光片的中心波长为635nm，带宽为±10nm。

4.根据权利要求1所述的基于边缘的图像匹配窄间隙焊缝初始点定位方法，其特征在于，步骤S2中所述滤波处理具体为中值滤波处理。

5.根据权利要求1所述的基于边缘的图像匹配窄间隙焊缝初始点定位方法，其特征在于，步骤S3中所述边缘检测算子为canny 边缘检测算子。

6.根据权利要求1所述的基于边缘的图像匹配窄间隙焊缝初始点定位方法，其特征在于，所述直线变换为Hough直线变换，所述Hough直线变换利用图像空间与参数空间点与线的对偶性，将图像空间上的像素点转换为参数空间的线进行累加，最后选取累加器峰值点即为图像空间上所述的直线。

7.根据权利要求1所述的基于边缘的图像匹配窄间隙焊缝初始点定位方法，其特征在于，步骤S5中使用预先建立的图像匹配库依次对边缘图像进行匹配打分，分数最高的为匹配结果，采用归一化相关匹配法进行匹配。

8.根据权利要求1所述的基于边缘的图像匹配窄间隙焊缝初始点定位方法，其特征在于，步骤S6中采用SHI-TOMASHI 角点检测对焊缝的初始点进行提取，还采用亚像素级角点提取算法对提取结果进行优化。