Page 67 - 无损检测2023年第二期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202302007

基于本征图像分解的焊缝提取算法

纪象民 , 曹志峰 , 任传鹤 , 王延东 3
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( 1. 东营市特种设备检验研究院, 东营257000 ; 2. 济宁鲁科检测器材有限公司, 济宁 272000 ;

3. 山东省特种设备检验研究院济宁分院, 济宁 272100 )

摘 要: 基于被动式视觉传感器的焊缝提取算法受自然光照等条件的制约, 发展较为缓慢。
针对这一问题, 提出了一种基于本征图像分解的焊缝提取算法。首先, 通过预处理抑制原始焊缝图
像中的噪声; 其次, 基于梯度稀疏先验, 将预处理图像分解为前景图层和背景图层, 其中, 前景图层
仅包含图像边缘等结构信息, 背景图层中则包含光照等平滑信息; 最后, 对前景图层进行 Gamma
变换, 增强焊缝区域特征, 削弱光照条件对算法的影响。试验结果表明, 该算法满足检测的准确度
和实时性要求, 达到了辅助爬壁机器人定位焊缝位置的目的。
关键词: 本征图像分解; 梯度稀疏先验; Gamma变换; 焊缝定位

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 02-0033-06

Weldseamextractional g orithmbasedonintrinsicima g edecom p osition

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,
JIXian g min , CAOZhifen g RENChuanhe , WANGYandon g 3

( 1.Don gy in gS p ecialE q ui p mentIns p ectionandResearchInstitute , Don gy in g 257000 , China ;

2.Jinin gLukeTestin gE q ui p mentCo. , Ltd. , Jinin g 272000 , China ;

3.Shandon gS p ecialE q ui p mentIns p ectionandResearchInstituteJinin gBranch , Jinin g 272100 , China )

Abstract : Duetotheconstraintsofnaturalli g htin gandotherconditions , thedevelo p mentofweldseam

extractional g orithmsbasedon p assivevisionsensorsisrelativel y slow.Aimin g atthis p roblem , this p a p er p ro p oses

aweldin g seamextractional g orithmbasedonintrinsicima g edecom p osition.Firstl y , thenoiseintheori g inalweld

ima g eissu pp ressedb yp re p rocessin g , andsecondl y , thep re p rocessedima g eisdecom p osedintofore g roundand

back g roundla y ersbasedong radients p arsep rior.Amon gthem , thefore g roundla y eronl ycontainsstructural

informationsuchasima g eed g es , whiletheback g roundla y ercontainssmoothinformationsuchasli g htin g .Finall y ,

Gammatransformis p erformedonthefore g roundla y ertoenhancethecharacteristicsoftheweldareaandweaken

theinfluenceofli g htin g conditionsontheal g orithm.Theex p erimentalresultsshowthattheal g orithm meetsthe

re q uirementsoftheaccurac yandreal-timep erformance , andachievesthep ur p oseofassistin gthewall-climbin g

robottolocatetheweldp osition.

Ke ywords : intrinsicima g edecom p osition ; g radients p arse p rior ; Gammatransform ; weldlocatin g
随着机器人以及计算机视觉技术的不断发展, 大型设备的制造、 检测、 维保等场景中。近年来, 众
爬壁机器人作为机器人的一个重要分支, 具有可在 多学者在爬壁机器人的结构设计、 吸附技术、 运动控
倒立面或垂直面进行移动的特点, 广泛应用于高空 制等方面进行了大量研究, 研制出了可用于高层建
筑外墙清洗、 大型储罐设备表面检测、 大型设备焊接
的机器人。焊接领域的爬壁机器人除了能够吸附于
收稿日期: 2022-07-22
垂直面或倒立面外, 还能够通过提取焊缝路径修正
作者简介: 纪象民( 1968- ), 男, 硕士, 高级工程师, 主要从事特
种设备检验检测, 质量管理以及科研研发等工作 运动方向 [ 1-3 ] 。
基于视觉的焊缝提取算法主要分为: 基于主
通信作者: 任传鹤, 18840837927@163.com
动式视觉传感器的提取算法 [ 4-6 ] 和基于被动式视
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2023年 第45卷 第2期
无损检测