一种结构光焊缝图像特征点快速提取方法

摘要

本发明涉及结构光视觉检测技术，具体是一种结构光焊缝图像特征点快速提取方法。它将现场可编程门阵列和软核处理系统并用以提高处理速度和降低功耗，对结构光焊缝图像特征点快速提取任务进行软硬件的划分，从而通过软硬件协同操作完成特征点的提取；具体是：构建一个片上可编程系统，通过现场可编程门阵列，对相机传感器获取的包含结构光条纹的图像进行滤波、图像增强、膨胀和腐蚀的数学形态学处理、边缘提取以及中心线提取的图像预处理过程；再通过软核处理系统进行特征点提取。本发明各步骤之间以流水线的方式工作，能提高图像处理的速度，满足焊缝跟踪的实时性要求，可广泛应用于激光自动焊接领域。

主权项

一种结构光焊缝图像特征点快速提取方法，其特征在于：将现场可编程门阵列(FPGA)和软核处理系统并用以提高处理速度和降低功耗，对结构光焊缝图像特征点快速提取任务进行软硬件的划分，从而通过软硬件协同操作完成特征点的提取；具体是：构建一个片上可编程系统(SOPC)，通过现场可编程门阵列(FPGA)，对相机传感器获取的包含结构光条纹的图像进行滤波、图像增强、膨胀和腐蚀的数学形态学处理、边缘提取以及中心线提取的图像预处理过程；再通过软核处理系统进行特征点提取；所述图像预处理包括以下步骤：1)图像获取：通过相机传感器获取包含结构光条纹的图像，并送入片上可编程系统(SOPC)中；2)滤波：对步骤1获取的图像进行中值滤波；3)图像增强：根据焊缝结构光图像特征选择阈值进行二值化，将结构光条纹从图像背景中提取出来；4)数学形态学运算：选择结构光条纹竖直方向的结构元素，来对图像进行膨胀和腐蚀处理；5)边缘提取：通过模板运算提取单像素的结构光条纹边缘，同时滤除小于模板大小的噪声；6)中心线提取：逐行扫描边缘图像，分别记录两个边缘像素位置的列坐标，经相加后除以2，结果为中心线列坐标，同时记录行坐标，送入软核处理系统进行特征点提取；所述特征点提取是在软核处理系统中用最小二乘法拟合直线，并根据直线判断特征点的位置过程；步骤1)所述片上可编程系统(SOPC)采用支持嵌入式软核处理系统的现场可编程门阵列(FPGA)系列产品，所述软核处理系统为MicroBlazeo。