在现代智能工业发展中,四维角焊缝常见于集装箱、货车、轮船等工业设备,但是由于四维角焊缝的坐标和间隙难以同时在不同环境下测量,所以在工业实践中经常难以得到准确的多维参数,针对该问题设计了四维角焊缝视觉检测系统。该系统采用了四自由度机器人以及四维角焊缝识别算法,实现了角焊缝的路径生成。论文包括以下几部分内容:(1)本文将四维角焊缝作为研究对象,设计了四维角焊缝视觉识别系统和直观可视化的软件。传感器采集带有激光条纹的焊缝区域数字图像,将其传送给计算机系统,再由计算机系统对其进行图像处理,并将图像中的特征点提取出来并显示在软件界面上。(2)四维角焊缝明显特征识别,首先对图像进行高斯低通滤波处理,将条纹边缘平滑滤波,同时需要保证条纹中心亮度不变。采用zhang快速并行算法提取条纹中心线,条纹毛刺会影响其特征点提取准确度,因此,对此算法进行了改进,使其能够滤去激光条纹中心线上的毛刺。使用霍夫变换提取中心线所在的直线,之后选取图像感兴趣区域,针对图像感兴趣区域提取,提出了迭代动态感兴趣区域方法,提高了图像处理速度,并能够排除其他弧光的干扰。(3)四维角焊缝特征不明显时,提出了多曝光弱焊缝特征检测。采用多曝光模式采集四幅不同曝光时间的图像,通过相机相应曲线标定和已知的曝光时间,将四幅图像融合为一幅。在此基础上提出了自适应增长算法求取融合后图像的激光条纹中心线,利用差分算法提取焊缝中心线,两条线的交点为角焊缝的特征点。(4)四维角焊缝路径生成是智能化焊接的重要组成部分,本文将焊缝图像特征点二维坐标映射到焊缝的世界坐标系中的三维坐标,生成焊缝路径使制造者能够清楚地看到焊缝轨迹以及焊件的形状等信息,直观地呈现出焊件区域以及轨迹的图像信息。实验结果表明,本视觉检测算法具有效率高,稳定性强以及应用范围广等优点,在有弧光干扰和弱焊缝特征的情况下也可以准确提取焊缝特征点。