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专利号: 2021116108586
申请人: 常熟理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于面阵结构光3D视觉的焊缝检测分割方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1、通过RGBD结构光3D相机获取焊缝接头纹理图和点云数据,所述点云数据与所述纹理图一一对应;

步骤2、由所述点云数据提取母材点云边界,得到点云数据的假设接头候选集;

步骤3、将所述假设接头候选集映射至与所述点云数据对应的纹理图,并基于所述映射在所述纹理图提取母材外轮廓,计算纹理图上母材外轮廓的内接多边形并寻找两个多边形距离最近的两条边,由该最近的两条边的最小外接旋转矩形区域作为焊缝ROI区域;其中在得到两个多边形距离最近的两条边后,通过纹理图像至3D点云的映射得到两条边对应的空间内边界,并对两条所述空间内边界计算落差,设定落差阈值进行筛选,所述落差由以下方法计算:由两个母材之间的夹角的平面的法向相加可以得到焊缝接头的角分线向量 ,计算两条所述空间内边界的中点 和 ,得到 ,得到接头空间法向直线 ,计算两个母材平面和直线 的交点 和 ,则 和 之间的距离

为所述落差;

步骤4、对所述焊缝ROI区域图像进行旋转及缩放预处理后提取HOG特征向量,并输入至训练后的基于HOG特征的SVM支持向量机识别是否具有焊缝;

步骤5、经所述步骤4识别为具有焊缝时,将所述焊缝ROI区域图像对应的假设接头候选集进行平面拟合得到焊缝接头母材平面,计算焊缝ROI区域图像对应的所有点云数据至所述焊缝接头母材平面的有向投影距离,所有满足相对于焊缝接头母材平面有向投影距离大于0且小于焊缝预设余高阈值的点云数据构成焊缝本体点云数据。

2.根据权利要求1所述的基于面阵结构光3D视觉的焊缝检测分割方法,其特征在于,所述步骤2中由所述点云数据提取母材点云边界后,设定点云量级阈值对所述母材点云边界及边界内点云进行阈值排除。

3.根据权利要求1所述的基于面阵结构光3D视觉的焊缝检测分割方法,其特征在于,所述步骤2中提取母材点云边界后得到候选焊缝接头集,对候选焊缝接头集中每个候选焊缝接头的两个母材进行平面拟合并计算两个母材之间的夹角,然后设定夹角阈值对候选焊缝接头集筛选得到所述假设接头候选集。

4.一种基于面阵结构光3D视觉的焊缝检测分割装置,其特征在于,包括RGBD结构光3D相机和控制模块,所述RGBD结构光3D相机将焊缝接头纹理图和3D点云数据发送至控制模块,所述控制模块包括处理器及存储器所述存储器上存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,实现权利要求1至3中任意一项所述的基于面阵结构光3D视觉的焊缝检测分割方法。