一种基于视觉增强的激光切割漏孔检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于视觉增强的激光切割漏孔检测方法及系统，属于激光切割技术领域。方法包括：提供图像采集设备；提供结构光源；工件切孔前，利用结构光源发射出结构光照射到工件表面形成特定规律的光斑，利用图像采集设备采集光斑构成的信息载体图，形成信息载体参考图像；所述工件切孔后，利用结构光源发射出结构光照射到工件切孔后的表面形成特定规律的光斑，利用图像采集设备采集工件切孔后光斑构成的畸变信息载体图，形成信息载体畸变图像；求解得到信息载体参考图像与畸变图像的相关系数分布，进而根据事先设定的阈值与相关系数分布判断漏切位置。运用相关技术，可以实现对激光切孔加工件是否漏孔进行低成本快速准确地检测。准确地检测。准确地检测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉增强的激光切割漏孔检测方法及系统


[0001]本专利技术属于激光切割
，更具体地，涉及一种基于视觉增强的激光切割漏孔检测方法及系统。

技术介绍

[0002]激光切割设备在对金属工件进行切孔加工时，有时会因为激光功率不稳，激光头抖动或者高压气体气压不稳定等因素导致切孔失败产生漏切，产生的次品会影响后续的零件装配过程。
[0003]现有的漏孔检测技术主要有两种：一种是在激光切割过程中，使用激光探针通过切孔的中心来检测；另一种是在激光切割完成后，使用多相机视觉系统来检测。使用激光探针时由于增加了切孔过程中的工序，严重影响了加工效率；而多相机视觉系统检测效率低，成本高。
[0004]因此，如何在保证加工效率的同时，实现快速、准确而低成本的漏孔检测成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的缺陷和改进需求，本专利技术提供了一种基于视觉增强的激光切割漏孔检测方法及系统，旨在解决现有的漏孔检测方法不能同时实现保证加工效率、高检测效率、装置经济与操作简单的技术问题。
[0006]为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种基于视觉增强的激光切割漏孔检测方法，包括：
[0007]工件切孔前，利用结构光照射到所述工件表面形成光斑，得到所述工件切孔前的信息载体图，作为信息载体参考图像；
[0008]工件切孔后，利用所述结构光照射到所述工件切孔后的表面形成光斑，得到所述工件切孔后的信息载体图，作为信息载体畸变图像；
[0009]求取所述信息载体参考图像与所述信息载体畸变图像的相关系数分布；
[0010]当切孔中心处的相关系数C大于预设阈值D时，判定此处漏切。
[0011]进一步地，所述切孔前与切孔后的信息载体图包括散斑或随机性的点阵信息。
[0012]进一步地，所述散斑颗粒或点阵的粒径小于所切割最小孔的直径。
[0013]进一步地，采用数字散斑技术求取所述信息载体参考图像与所述信息载体畸变图像的相关系数分布。
[0014]进一步地，所述信息载体参考图像与所述信息载体畸变图像的相关系数分布表示为：
[0015][0016]其中，C为相关系数，f(x
i
,y
i
)为信息载体参考图像在图像坐标(x
i
,y
i
)处的灰度，g(x
i
,y
i
)为信息载体畸变图像在图像坐标(x
i
,y
i
)处的灰度。
[0017]第二方面，本专利技术提供了一种基于视觉增强的激光切割漏孔检测系统，包括：结构光源、图像采集设备、相关系数处理模块以及漏孔判断模块；
[0018]所述结构光源，设置在工件远离地面的一侧，且所述结构光源与所述工件和所述图像采集设备均具有间隔，用于提供结构光，使所述结构光照射到所述工件切孔前与切孔后的表面形成光斑，得到所述工件切孔前与切孔后的信息载体图；
[0019]所述图像采集设备，设置在工件远离地面的一侧，且所述图像采集设备与所述工件具有间隔，用于采集所述工件切孔前与切孔后的信息载体图，作为信息载体参考图像与信息载体畸变图像，并发送至所述相关系数处理模块；
[0020]所述相关系数处理模块，与所述图像采集设备耦接，用于接收所述图像采集设备所发送的信息载体参考图像与信息载体畸变图像，并求取所述信息载体参考图像与所述信息载体畸变图像的相关系数分布，再发送至所述漏孔判断模块；
[0021]所述漏孔判断模块，与所述相关系数处理模块耦接，用于当切孔中心处的相关系数C大于预设阈值D时，判定此处漏切。
[0022]进一步地，所述切孔前与切孔后的信息载体图包括散斑或随机性的点阵信息。
[0023]进一步地，所述散斑颗粒或点阵的粒径小于所切割最小孔的直径。
[0024]进一步地，采用数字散斑技术求取所述信息载体参考图像与所述信息载体畸变图像的相关系数分布。
[0025]进一步地，所述信息载体参考图像与所述信息载体畸变图像的相关系数分布表示为：
[0026][0027]其中，C为相关系数，f(x
i
,y
i
)为信息载体参考图像在图像坐标(x
i
,y
i
)处的灰度，g(x
i
,y
i
)为信息载体畸变图像在图像坐标(x
i
,y
i
)处的灰度。
[0028]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
[0029]区别于现有的漏孔检测方法，本专利技术首次提出通过测量工件切割前后反射的结构光线的差异，来实现漏孔检测。具体的，利用结构光照射到工件切孔前与切孔后的表面形成光斑，得到工件切孔前与切孔后的信息载体图，并作为信息载体参考图像与信息载体畸变图像；再求取信息载体参考图像与所述信息载体畸变图像的相关系数分布，进而根据事先设定的阈值与相关系数分布判断漏切位置。本专利技术测量方法简单、效率高、便于实验操作，且只需要使用单个的图像采集设备，装置简单经济。
附图说明
[0030]图1为本专利技术实施例一所述的激光切割漏孔检测方法的流程图；
[0031]图2为本专利技术实施例一所述的激光切割漏孔检测方法的原理图；
[0032]图3为本专利技术实施例二所述的激光切割漏孔检测系统的结构框图。
具体实施方式
[0033]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0034]在本专利技术中，本专利技术及附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0035]实施例一
[0036]结合图1，本专利技术提供了一种基于视觉增强的激光切割漏孔检测方法，具有以下步骤：
[0037]步骤101：提供图像采集设备，将图像采集设备设置在工件远离地面的一侧，且图像采集设备与所述工件具有间隔，并对所述图像采集设备进行标定。
[0038]结合图2，信息载体图像的采集可以通过CCD(charge
‑
coupled Device，电荷耦合元件，即图像传感器)相机和/或将图像转变为数字信号功能的图像采集设备实现。图像采集设备(如CCD相机)置于工件的正上方。
[0039]步骤102：提供结构光源，将所述结构光源设置在工件远离地面的一侧，且结构光源与所述工件和所述图像采集设备均具有间隔。
[0040]在一些可选的实施例中，结构光源包括投影仪或结构激光器等可以发出散斑或者随机性点阵的光源。
[0041]步骤103：所述工件切孔前，利用结构光源发射出结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉增强的激光切割漏孔检测方法，其特征在于，包括：工件切孔前，利用结构光照射到所述工件表面形成光斑，得到所述工件切孔前的信息载体图，作为信息载体参考图像；工件切孔后，利用所述结构光照射到所述工件切孔后的表面形成光斑，得到所述工件切孔后的信息载体图，作为信息载体畸变图像；求取所述信息载体参考图像与所述信息载体畸变图像的相关系数分布；当切孔中心处的相关系数C大于预设阈值D时，判定此处漏切。2.根据权利要求1所述的基于视觉增强的激光切割漏孔检测方法，其特征在于，所述切孔前与切孔后的信息载体图包括散斑或随机性的点阵信息。3.根据权利要求2所述的基于视觉增强的激光切割漏孔检测方法，其特征在于，所述散斑颗粒或点阵的粒径小于所切割最小孔的直径。4.根据权利要求1所述的基于视觉增强的激光切割漏孔检测方法，其特征在于，采用数字散斑技术求取所述信息载体参考图像与所述信息载体畸变图像的相关系数分布。5.根据权利要求4所述的基于视觉增强的激光切割漏孔检测方法，其特征在于，所述信息载体参考图像与所述信息载体畸变图像的相关系数分布表示为：其中，C为相关系数，f(x
i
,y
i
)为信息载体参考图像在图像坐标(x
i
,y
i
)处的灰度，g(x
i
,y
i
)为信息载体畸变图像在图像坐标(x
i
,y
i
)处的灰度。6.一种基于视觉增强的激光切割漏孔检测系统，其特征在于，包括：结构光源、图像采集设备、相关系数处理模块以及漏孔判断模块；所述结构光源，设置在工件远离地面的一侧，且所述结构光源与所述工件和所述图像采集设备均具有间隔，用于提供结构光，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建中，黄耀，周浩，邱来奇，向华，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：