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[00061780]基于线结构光的焊缝特征尺寸视觉检测系统
联系人： 南京航空航天大学
所在地：江苏 南京市
- 服务承诺
- 产权明晰
-
资料保密
对所交付的所有资料进行保密
- 如实描述
技术详细介绍
一、项目简介（相关背景及技术原理概述）
随着机械加工与制造行业的迅速发展，焊接已被广泛运用于结构件的成型连接中。目前国内焊接领域自动化应用程度较低，多采用人工方式进行焊接和焊缝质量检测，生产效率低下、产品质量不稳定，已经难以满足工件大规模生产的需求。相比较而言，国外一些发达工业国家已出现了成熟的商业化产品，基本实现了自动化焊接全过程的定位、跟踪与质量监测。其中，基于线结构光的三维视觉检测技术，凭借其高精度、高效率和高稳定性等优势，在该领域逐步得到广泛的应用。
本研究团队针对坡口焊缝视觉检测需求，以实际焊接中的多种类型坡口焊缝为研究对象，围绕线结构光视觉检测系统所涉及的光条中心提取、焊缝图像处理和特征点提取等关键问题，开展了算法开发与优化、系统检测性能试验研究和系统技术集成。该系统能够实现对多种类型坡口焊缝特征尺寸的准确检测，稳定高、重复性好，能够为自动化焊接过程中焊接用料及用量的选用提供可靠依据，并且有助于提高焊缝磨削质量，促进了我国在自动化焊接领域关键技术的发展。
二、创新点及主要技术指标（技术优势与性能）
1、创新点
与现有技术相比，本项目基于线结构光的焊缝特征尺寸视觉检测系统的主要创新点如下：（1）提出一种自适应光条亚像素中心提取算法，以及基于多维度的算法精度评价指标，有效解决光条宽度不一、灰度分布不均匀问题，提取准确性高、实时性好，并具有较好的鲁棒性。
（2）针对多种类型的坡口光条图像，在ROI区域划分基础上，采用差异化图像预处理方法，有效滤除了光条图像的背景噪声，准确提取出光条目标，该算法能够适应坡口类型的变化。
（3）建立了多类型坡口焊缝特征点提取算法，开发了类型识别与角点定位融合实现方法，识别图像类型的同时初步定位角点，并分区域提取光条中心，获取对应的亚像素特征点。算法实现快速、特征点提取精准，实现了特征尺寸的准确检测。
2、主要技术指标
由于坡口、焊缝几何尺寸视觉检测的应用场景不同，本项目所研制系统的技术指标略有差异，总体上必须保证系统快速、准确测量以及稳定检测，以满足实际工业现场的应用要求。本项目研制系统对坡口尺寸测量误差小于0.104mm，焊缝尺寸测量误差小于0.073mm，单次检测耗时小于109ms，测量精度较高，检测速度快。此外，系统测量稳定性及重复性均小于1%，测量输出结果稳定、可靠。
三、知识产权及获奖（成果基础）
申请国家发明专利2个，发表英文论文、重点核心期刊论文6篇。
