[发明专利]一种基于计算机视觉的焊缝图像处理方法和系统

权利要求书

1.一种基于计算机视觉的焊缝图像处理方法，其特征在于，所述方法包括：

获取多张焊缝图像；

对多张焊缝图像进行处理，根据多张焊缝图像拟合焊缝的三维模型；

分析多张焊缝图像中异常缺陷信息，将异常缺陷信息拟合到焊缝三维模型；

将包含异常缺陷信息的焊缝三维模型添加到焊接件三维模型中，对焊接件进行受力模拟分析；

将受力模拟分析得到的理论极限应力值与实际测试的受力结果实际极限应力值进行比较，得出焊接件焊缝处受力分析预测规则；

其中，所述分析多张焊缝图像中异常缺陷信息，将异常缺陷信息拟合到三维模型中具体包括：

根据焊缝图像中各部位的明暗度，提取焊缝图像中的异常缺陷信息；所述异常缺陷至少包括裂纹、气孔、融合不良缝隙或夹渣；

根据异常缺陷信息相对于参考点的空间位置信息，将异常缺陷信息添加到焊缝三维模型中；

其中，所述根据焊缝图像中各部位的明暗度，提取焊缝图像中的异常缺陷信息具体包括：

识别焊缝图像中靠近中心位置的黑直线影像和明暗度与周围有区别的黑折线影像；这部分黑直线影像为融合不良缺陷，黑折线影像为裂纹缺陷；

分别提取黑直线影像和黑折线影像的长度值、宽度值和数量。

2.如权利要求1所述的基于计算机视觉的焊缝图像处理方法，其特征在于，所述获取多张焊缝图像具体包括：

在焊缝的周围选择多个参考点进行标记；

从多个角度对焊缝进行摄像，并摄像所得的多张焊缝图像按序进行标号；每张所述焊缝图像与相邻两张焊缝图像之间至少具有两个以上的参考点。

3.如权利要求2所述的基于计算机视觉的焊缝图像处理方法，其特征在于，所述对多张焊缝图像进行处理，根据多张焊缝图像拟合焊缝的三维模型具体包括：

将多张焊缝图像按标号进行拼接拟合；

拼接时，相邻两张焊缝图像中的相同参考点进行重合，使得焊缝图像保持拍摄时的相对空间位置；

提取拼接完成后焊缝的三维轮廓信息；

对三维轮廓信息进行填充，拟合出具有实体的焊缝三维模型。

4.如权利要求1所述的基于计算机视觉的焊缝图像处理方法，其特征在于，所述根据焊缝图像中各部位的明暗度，提取焊缝图像中的异常缺陷信息具体还包括：

识别焊缝图像中呈现为黑度大于背景黑度的斑点影像；所述斑点影像的形状有圆形、椭圆形或长圆形；这部分斑点影像为气孔缺陷；

提取斑点影像的体积值。

5.如权利要求1所述的基于计算机视觉的焊缝图像处理方法，其特征在于，所述根据焊缝图像中各部位的明暗度，提取焊缝图像中的异常缺陷信息具体还包括：

识别焊缝图像中呈现为边缘不整齐、黑度均匀的点状或条状影像；所述点状或条状影像为夹渣缺陷；

提取点状或条状影像的体积值。

6.如权利要求1-5任一所述的基于计算机视觉的焊缝图像处理方法，其特征在于，所述将包含异常缺陷信息的焊缝三维模型添加到焊接件三维模型中，对焊接件进行受力模拟分析具体包括：

将包含异常缺陷信息的焊缝三维模型添加到焊接件三维模型中；

将焊接件三维模型导入到受力分析软件中；

根据不同的异常缺陷对存在异常缺陷的焊缝强度值进行加权处理，得到焊缝的修正强度值；

将修正强度值赋予焊接件三维模型中焊缝处，并对焊接件的其余位置赋予对应的强度值；

对焊接件进行受力模拟分析，得到理论极限应力值。

7.一种基于计算机视觉的焊缝图像处理系统，其特征在于，所述系统包括：

图像采集模块，用于获取多张焊缝图像；

焊缝模型拟合模块，用于对多张焊缝图像进行处理，根据多张焊缝图像拟合焊缝的三维模型；

异常缺陷分析模块，用于分析多张焊缝图像中异常缺陷信息，将异常缺陷信息拟合到三维模型中；

理论分析模块，用于将包含异常缺陷信息的焊缝三维模型添加到焊接件三维模型中，对焊接件进行受力模拟分析；

预测规则训练模块，用于将受力模拟分析得到的理论极限应力值与实际测试的受力结果实际极限应力值进行比较，得出焊接件焊缝处受力分析预测规则；

在异常缺陷分析模块中，所述分析多张焊缝图像中异常缺陷信息，将异常缺陷信息拟合到三维模型中具体包括：

根据焊缝图像中各部位的明暗度，提取焊缝图像中的异常缺陷信息；所述异常缺陷至少包括裂纹、气孔、融合不良缝隙或夹渣；

根据异常缺陷信息相对于参考点的空间位置信息，将异常缺陷信息添加到焊缝三维模型中；

其中，所述根据焊缝图像中各部位的明暗度，提取焊缝图像中的异常缺陷信息具体包括：

识别焊缝图像中靠近中心位置的黑直线影像和明暗度与周围有区别的黑折线影像；这部分黑直线影像为融合不良缺陷，黑折线影像为裂纹缺陷；

分别提取黑直线影像和黑折线影像的长度值、宽度值和数量。