(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210958431.3 (22)申请日 2022.08.11 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115055806 A (43)申请公布日 2022.09.16 (73)专利权人 先富斯技术 （武汉） 有限公司 地址 430000 湖北省武汉市东湖开发区东 一产业园二号路1号武汉美光电子有 限公司1号厂房 (72)发明人 伍江中　 (74)专利代理 机构 北京集智东方知识产权代理 有限公司 1 1578 专利代理师 吴倩　龚建蓉 (51)Int.Cl. B23K 26/044(2014.01) B23K 26/24(2014.01)B23K 26/70(2014.01) (56)对比文件 CN 113042863 A,2021.0 6.29 CN 10982 2216 A,2019.0 5.31 CN 113172307 A,2021.07.27 CN 206561226 U,2017.10.17 CN 114178681 A,202 2.03.15 CN 113674218 A,2021.1 1.19 CN 102303190 A,2012.01.04 CN 109604777 A,2019.04.12 CN 108568624 A,2018.09.25 CN 112935541 A,2021.0 6.11 US 2020269340 A1,2020.08.27 KR 201801 19723 A,2018.1 1.05 JP 2021146351 A,2021.09.27 审查员 胡杰 (54)发明名称 基于视觉跟踪的焊 接轨迹跟踪方法及装置 (57)摘要 本发明涉及焊接技术领域， 揭露了一种基于 视觉跟踪的焊接轨迹跟踪方法， 包括： 捕获激光 反射图像帧集； 判断是否存在所述激光反射光带 发生断裂的激光反射图像帧； 若不存在， 则重新 捕获； 若存在， 则提取首张激光反射光带存在断 裂的激光反射图像帧； 并进行滤波处理和二值化 处理， 得到二值化激光反射图像帧； 提取上光带 的左下角点坐标及下光带的左上角点坐标； 根据 上光带的左下角点坐标及下光带的左上角点坐 标， 计算出当前焊缝中心点坐标， 得到所述焊接 工件的焊接轨迹。 本发明还提出一种基于视觉跟 踪的焊接轨迹跟踪装置、 电子设备以及计算机可 读存储介质。 本发明可以解决焊枪偏离焊接位置 从而降低焊 接质量和焊 接效率的问题。 权利要求书4页 说明书12页 附图4页 CN 115055806 B 2022.11.18 CN 115055806 B 1.一种基于 视觉跟踪的焊接 轨迹跟踪方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 利用预构建的结构光式传感器发出线激光， 利用所述线激光扫描焊接工件， 得到激光 反射光带； 利用所述结构光式传感器捕获所述激光反射 光带， 得到 激光反射图像帧集； 判断所述激光反射图像帧集中是否存在所述激光反射光带发生断裂的激光反射图像 帧； 若所述激光反射图像帧集中不存在所述激光反射光带发生断裂的激光反射图像帧， 则 返回上述利用所述结构光式传感器捕获所述激光反射 光带的步骤； 若所述激光反射图像帧集中存在所述激光反射光带发生断裂的激光反射图像帧， 则在 所述激光反射图像帧集中提取 首张激光反射 光带存在断裂的激光反射图像帧； 对所述首张激光反射光带存在断裂的激光反射图像帧进行滤波处理， 得到滤波激光反 射图像帧， 对所述滤波激光反射图像帧进行二 值化处理， 得到二 值化激光反射图像帧； 提取所述二值化激光反射图像帧中上光带的左下角点 坐标及下光带的左上角点 坐标； 根据预构建的焊缝中心计算公式， 利用所述上光带的左下角点坐标及下光带的左上角 点坐标， 计算出当前焊缝中心点 坐标， 其中所述焊缝中心计算公式如下 所示： 其中， （X,Y） 表示所述当前焊缝中心点坐标， （ ） 表示下光带的 左上角点 坐标， （ ） 表示上光带的左下角点 坐标； 根据所述当前焊缝中心点坐标， 利用所述结构光式传感器对所述焊接工件进行焊接中 心点跟踪， 得到所述焊接 工件的焊接 轨迹； 所述对所述首张激光反射光带存在断裂的激光反射图像帧进行滤波处理， 得到滤波激 光反射图像帧， 包括： 按照预定的像素尺寸构建灰度值 提取模板； 在所述激光反射 光带存在断裂的激光反射图像帧中依次提取待滤波像素点； 将所述灰度值提取模板的中心与 所述待滤波像素点重合， 根据 所述灰度值提取模板在 所述激光反射光带存在断裂的激光反射图像帧中提取所述待滤波像素点周围的像素点的 灰度值， 得到周边灰度值 集； 按照从小到大的顺序对所述周边灰度值 集中的灰度值进行排序， 得到周边灰度 序列； 提取所述周边灰度序列的中值灰度， 将所述待滤波像素点的灰度值重置为所述中值灰 度； 完成所述激光反射光带存在断裂的激光反射图像帧中所有像素点的灰度值重置操作， 得到所述滤波激光反射图像帧。 2.如权利要求1所述的基于视觉跟踪的焊接轨迹跟踪方法， 其特征在于， 所述利用所述 结构光式传感器捕获所述激光反射 光带， 得到 激光反射图像帧集， 包括：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115055806 B 2确定所述结构光式传感器中图像采集设备的采集帧率及采集时间 间隔； 按照所述采集帧率及采集 时间间隔对所述激光反射光带的扫描位置进行跟踪录制， 得 到所述激光反射图像帧集。 3.如权利要求1所述的基于视觉跟踪的焊接轨迹跟踪方法， 其特征在于， 所述对所述滤 波激光反射图像帧进行二 值化处理， 得到二 值化激光反射图像帧， 包括： 将所述滤波激光反射图像帧中的像素点灰度值按照预定的灰度等级进行划分， 得到等 级化灰度集 合； 随机选取一个灰度分割阈值， 利用所述灰度分割阈值对所述等级化灰度集合进行分 类， 得到第一灰度集 合和第二灰度集 合； 利用预构建的灰度均值计算公式， 计算所述第一灰度集合、 第二灰度集合以及所述等 级化灰度集 合的灰度均值； 利用预构建的类间方差公式， 根据所述第一灰度集合、 第二灰度集合以及所述等级化 灰度集合的灰度均值， 计算所述 等级化灰度集 合的最佳 灰度分割阈值； 利用所述最佳灰度分割阈值对所述滤波激光反射图像帧中所有像素点的灰度值进行 二值化处理， 得到所述 二值化激光反射图像帧。 4.如权利要求3所述的基于视觉跟踪的焊接轨迹跟踪方法， 其特征在于， 所述灰度均值 计算公式， 如下 所示： 其中， 表示第一灰度集合的灰度均值， 表示灰度分割阈值， 表示不同灰度等级集 合的灰度值， 表示灰度等级值为 的像素点数占所述等级化灰度集合中所有像素点数的 比例， 表示第一灰度集合中的像素点数占所述等级化灰度集合中所有像素点数的比例， 表示第二灰度集合的灰度均值， 表示灰度等级值为 ， 表示第二灰度集合中的像 素点数占所述等级化灰度集合中所有像素点数的比例， 表示所述等级化灰度集合的灰 度均值。 5.如权利要求1所述的基于视觉跟踪的焊接轨迹跟踪方法， 其特征在于， 所述根据 所述 当前焊缝中心点坐标， 利用所述结构光式传感器对所述焊接工件进行焊接中心点跟踪， 得 到所述焊接 工件的焊接 轨迹， 包括： 将所述当前焊缝中心点 坐标作为所述线激光的起始扫描位置； 从所述起始扫描位置， 利用所述线激光对所述焊接工件进行扫描， 得到跟踪激光发射 光带； 利用所述结构光式传感器捕获所述跟踪激光发射 光带， 得到跟踪激光反射图像帧集；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115055806 B 3