改进均值漂移算法的焊缝特征点识别分析
发布时间：2021-02-03 03:27
对于线结构光视觉传感的焊缝跟踪系统,快速、精准地识别和提取焊缝特征点是关键.根据结构光条纹线在焊缝处的变形导致的条纹不连续现象,对不锈钢平板对接焊缝和搭接焊缝进行了跟踪试验,提出以改进的均值漂移算法提取焊缝特征点的算法.与传统算法不同,所提算法免去了提取条纹中心线与拟合条纹线过程,直接通过漂移识别焊缝特征点;通过限制漂移算法的搜索方向,防止搜索"回漂"现象;引入漂移加速因子,提高算法执行效率.试验结果表明,利用改进均值漂移算法能够有效地识别焊缝特征点,显著地提高焊缝跟踪的准确度和实时性能.
【文章来源】：华南理工大学学报(自然科学版). 2019,47(04)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
结构光视觉传感的焊缝跟踪试验装置原理图Fig．1Schematicdiagramofweldseamtrackingtestingequip-
第4期高向东等:改进均值漂移算法的焊缝特征点识别分析133图1结构光视觉传感的焊缝跟踪试验装置原理图Fig．1Schematicdiagramofweldseamtrackingtestingequip-mentbasedonstructuredlightvision2图像预处理图2为不锈钢薄板对接焊缝的实物图和对应的结构光条纹图．为了提高图像处理的效率和降低摄像机成像时径向畸变的影响，对结构光条纹图像截取了ＲOI(感兴趣区域)图．如图3所示，以结构光图像纵轴方向的灰度分布图的极值点yc为ＲOI图在纵轴方向的中心，以结构光条纹图的横轴中心作为ＲOI图的横轴中心，截取了固定大小为200像素×100像素的ＲOI图．受焊接工件自身的反光性和表面形貌的影响，结构光条纹图像在条纹线区域之外容易形成局部亮点，以3像素×3像素大小的模板核对ＲOI图像进行非线性中值滤波．图4展示了ＲOI图和对应的中值滤波图．图2薄板对接焊缝实物图和结构光条纹图Fig．2Actualimageandstructuredlightstripeimageofbuttjointofthinsteelplate图3结构光条纹图的竖轴方向非零值像素数量分布Fig．3Quantitydistributionofnon-zeropixelsontheverticalaxisinstructuredlightstripeimage图4ＲOI图的滤波过程Fig．4ProcessofimagefilteringforＲOIimage3特征点提取方法均值漂移算法是机器学习领域的一种无监督迭代聚类算法，它能迅速地定位数据集的稠密中心，已成功应用于图像聚类、目标跟踪和物体分割等领域［15-17］．假设在Ｒd空间内，某一数据集S有n个数据点，每个数据点分别标记为x1，x2，…，xn，即xi∈Ｒd，i=1，2，…，n(1
第4期高向东等:改进均值漂移算法的焊缝特征点识别分析133图1结构光视觉传感的焊缝跟踪试验装置原理图Fig．1Schematicdiagramofweldseamtrackingtestingequip-mentbasedonstructuredlightvision2图像预处理图2为不锈钢薄板对接焊缝的实物图和对应的结构光条纹图．为了提高图像处理的效率和降低摄像机成像时径向畸变的影响，对结构光条纹图像截取了ＲOI(感兴趣区域)图．如图3所示，以结构光图像纵轴方向的灰度分布图的极值点yc为ＲOI图在纵轴方向的中心，以结构光条纹图的横轴中心作为ＲOI图的横轴中心，截取了固定大小为200像素×100像素的ＲOI图．受焊接工件自身的反光性和表面形貌的影响，结构光条纹图像在条纹线区域之外容易形成局部亮点，以3像素×3像素大小的模板核对ＲOI图像进行非线性中值滤波．图4展示了ＲOI图和对应的中值滤波图．图2薄板对接焊缝实物图和结构光条纹图Fig．2Actualimageandstructuredlightstripeimageofbuttjointofthinsteelplate图3结构光条纹图的竖轴方向非零值像素数量分布Fig．3Quantitydistributionofnon-zeropixelsontheverticalaxisinstructuredlightstripeimage图4ＲOI图的滤波过程Fig．4ProcessofimagefilteringforＲOIimage3特征点提取方法均值漂移算法是机器学习领域的一种无监督迭代聚类算法，它能迅速地定位数据集的稠密中心，已成功应用于图像聚类、目标跟踪和物体分割等领域［15-17］．假设在Ｒd空间内，某一数据集S有n个数据点，每个数据点分别标记为x1，x2，…，xn，即xi∈Ｒd，i=1，2，…，n(1
【参考文献】：
期刊论文
[1]无坡口对接焊缝特征角点检测方法[J]. 王文超,高向东,丁晓东,张南峰. 焊接学报. 2018(09)
[2]基于曲率与灰度复合的角点亚像素定位方法[J]. 丁艳蓉,白瑞林,倪健. 激光与光电子学进展. 2018(03)
[3]厚板窄间隙磁控电弧TIG焊接自动控制系统设计[J]. 贾传宝,杜永鹏,武传松,袁新. 华南理工大学学报(自然科学版). 2017(09)
[4]基于视觉传感的CO2焊焊接偏差识别[J]. 郭波,石永华. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(07)
[5]微间隙焊缝磁光成像检测及跟踪方法[J]. 高向东,吴嘉杰. 机械工程学报. 2015(04)
本文编号：3015829
【文章来源】：华南理工大学学报(自然科学版). 2019,47(04)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
结构光视觉传感的焊缝跟踪试验装置原理图Fig．1Schematicdiagramofweldseamtrackingtestingequip-
第4期高向东等:改进均值漂移算法的焊缝特征点识别分析133图1结构光视觉传感的焊缝跟踪试验装置原理图Fig．1Schematicdiagramofweldseamtrackingtestingequip-mentbasedonstructuredlightvision2图像预处理图2为不锈钢薄板对接焊缝的实物图和对应的结构光条纹图．为了提高图像处理的效率和降低摄像机成像时径向畸变的影响，对结构光条纹图像截取了ＲOI(感兴趣区域)图．如图3所示，以结构光图像纵轴方向的灰度分布图的极值点yc为ＲOI图在纵轴方向的中心，以结构光条纹图的横轴中心作为ＲOI图的横轴中心，截取了固定大小为200像素×100像素的ＲOI图．受焊接工件自身的反光性和表面形貌的影响，结构光条纹图像在条纹线区域之外容易形成局部亮点，以3像素×3像素大小的模板核对ＲOI图像进行非线性中值滤波．图4展示了ＲOI图和对应的中值滤波图．图2薄板对接焊缝实物图和结构光条纹图Fig．2Actualimageandstructuredlightstripeimageofbuttjointofthinsteelplate图3结构光条纹图的竖轴方向非零值像素数量分布Fig．3Quantitydistributionofnon-zeropixelsontheverticalaxisinstructuredlightstripeimage图4ＲOI图的滤波过程Fig．4ProcessofimagefilteringforＲOIimage3特征点提取方法均值漂移算法是机器学习领域的一种无监督迭代聚类算法，它能迅速地定位数据集的稠密中心，已成功应用于图像聚类、目标跟踪和物体分割等领域［15-17］．假设在Ｒd空间内，某一数据集S有n个数据点，每个数据点分别标记为x1，x2，…，xn，即xi∈Ｒd，i=1，2，…，n(1
第4期高向东等:改进均值漂移算法的焊缝特征点识别分析133图1结构光视觉传感的焊缝跟踪试验装置原理图Fig．1Schematicdiagramofweldseamtrackingtestingequip-mentbasedonstructuredlightvision2图像预处理图2为不锈钢薄板对接焊缝的实物图和对应的结构光条纹图．为了提高图像处理的效率和降低摄像机成像时径向畸变的影响，对结构光条纹图像截取了ＲOI(感兴趣区域)图．如图3所示，以结构光图像纵轴方向的灰度分布图的极值点yc为ＲOI图在纵轴方向的中心，以结构光条纹图的横轴中心作为ＲOI图的横轴中心，截取了固定大小为200像素×100像素的ＲOI图．受焊接工件自身的反光性和表面形貌的影响，结构光条纹图像在条纹线区域之外容易形成局部亮点，以3像素×3像素大小的模板核对ＲOI图像进行非线性中值滤波．图4展示了ＲOI图和对应的中值滤波图．图2薄板对接焊缝实物图和结构光条纹图Fig．2Actualimageandstructuredlightstripeimageofbuttjointofthinsteelplate图3结构光条纹图的竖轴方向非零值像素数量分布Fig．3Quantitydistributionofnon-zeropixelsontheverticalaxisinstructuredlightstripeimage图4ＲOI图的滤波过程Fig．4ProcessofimagefilteringforＲOIimage3特征点提取方法均值漂移算法是机器学习领域的一种无监督迭代聚类算法，它能迅速地定位数据集的稠密中心，已成功应用于图像聚类、目标跟踪和物体分割等领域［15-17］．假设在Ｒd空间内，某一数据集S有n个数据点，每个数据点分别标记为x1，x2，…，xn，即xi∈Ｒd，i=1，2，…，n(1
【参考文献】：
期刊论文
[1]无坡口对接焊缝特征角点检测方法[J]. 王文超,高向东,丁晓东,张南峰. 焊接学报. 2018(09)
[2]基于曲率与灰度复合的角点亚像素定位方法[J]. 丁艳蓉,白瑞林,倪健. 激光与光电子学进展. 2018(03)
[3]厚板窄间隙磁控电弧TIG焊接自动控制系统设计[J]. 贾传宝,杜永鹏,武传松,袁新. 华南理工大学学报(自然科学版). 2017(09)
[4]基于视觉传感的CO2焊焊接偏差识别[J]. 郭波,石永华. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(07)
[5]微间隙焊缝磁光成像检测及跟踪方法[J]. 高向东,吴嘉杰. 机械工程学报. 2015(04)
本文编号：3015829
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