[发明专利]一种基于线结构光的铝合金焊缝表面质量检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于线结构光的铝合金焊缝表面质量检测系统及方法，属于焊缝视觉检测技术领域。所述方法包括：步骤1传感器标定；步骤2图像预处理；步骤3中心线提取；步骤4数据处理；步骤5特征点提取；步骤6特征参数计算。检测系统，包括主机、适配器、线结构光传感器，线结构光传感器包括相机、镜头、激光器、装配件，其中装配件包括左挡板、左侧板、前侧板、顶板、后侧板、右侧板、激光器夹具以及固定件。本发明克服了由于铝合金焊缝成形的复杂性难以获取焊缝边界点的问题，精确测量焊缝成形尺寸以及有效区分气孔、裂纹、焊瘤、咬边缺陷，实现铝合金焊缝表面质量的实时检测。

技术领域

本发明涉及焊缝视觉检测技术领域，尤其是一种基于线结构光的铝合金焊缝表面质量检测系统及方法。

背景技术

焊缝的外观检测是焊接质量过程控制的重要技术，其目的是及时发现焊件存在的焊接缺陷，降低后续风险发生的可能性。常见的外观检测方法以人工检测法为主，但人工检测法因为人眼分辨率有限、时间分辨率有限以及人具有主观意识，在实际检测中存在很大的局限性，且存在人工成本高昂、检测结果不易记录保存等诸多问题限制焊缝质量检测水平的提高。随着计算机技术和光电技术的高速发展，出现了基于机器视觉的检测技术，其凭借非接触、低成本、检测快、精度高等优势，在工业检测行业得到了广泛的应用。然而，由于铝合金材料具有高反光的特性，容易受到环境因素影响，以及不易区分的焊缝区域与母材区域，造成焊缝信息提取的困难，且焊缝成形情况复杂多变，使得机器视觉检测技术应用于焊缝缺陷类型识别的难度进一步提高。

发明内容

因此，本发明针对现有技术的不足，提出一种非接触、高精度且检测速度快的基于线结构光的铝合金焊缝表面质量检测系统及方法。

具体的技术方案为：

一种基于线结构光的铝合金焊缝表面质量检测方法，所述方法包括：

步骤1传感器标定；

步骤2图像预处理；

图像预处理的具体步骤如下：首先进行灰度化处理，将三通道图像转换为单通道图像；然后采用滤波核为5X5的均值滤波进行降噪处理；最后采用基于投影的ROI提取算法筛选感兴趣区域；

所述基于投影的ROI提取算法包括以下步骤：

步骤21逐行扫描图像，查找行内灰度值大于200的像素数最多的纵坐标；

步骤22以步骤21得到的纵坐标为基准线，逐行搜索两边行内灰度值大于50的像素数为0的纵坐标作为ROI区域的上边界和下边界；

步骤23根据步骤22初步确定的ROI区域分别从图像的左右边界向内逐列扫描，搜索列内灰度值大于200的像素数大于0的横坐标作为ROI区域的左边界和右边界，从而确定ROI区域；

步骤24设定间隔帧率，固定更新ROI框位置；

步骤3中心线提取；

步骤4数据处理；

步骤5特征点提取；

步骤6特征参数计算。

本发明还提供了用于实现上述方法的基于线结构光的铝合金焊缝表面质量检测系统，包括主机、适配器，还包括线结构光传感器，线结构光传感器包括相机、镜头、激光器、装配件，其中装配件包括左挡板、左侧板、前侧板、顶板、后侧板、右侧板、激光器夹具以及固定件。