(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 202210178881.0 (22)申请日 2022.02.25 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114240944 A (43)申请公布日 2022.03.25 (73)专利权人 杭州安脉盛智能技 术有限公司 地址 310000 浙江省杭州市滨江区西兴街 道阡陌路482号智慧e谷B座17层 (72)发明人 何铭仪　许江华　张小波　张志勇　 倪军　 (74)专利代理 机构 杭州杭诚专利事务所有限公 司 33109 专利代理师 邱顺富 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01)G06V 10/25(2022.01) G06V 10/44(2022.01) (56)对比文件 CN 109903327 A,2019.0 6.18 审查员 曹青 (54)发明名称 一种基于点云信息的焊 接缺陷检测方法 (57)摘要 本发明提出一种基于点云信息的焊接缺陷 检测方法， 包括以下步骤： 使用3D相机采集焊道 的点云图像， 并对点云图像进行预处理， 得到有 效点云图像； 从有效点云图像中选取焊道检测初 定位区域； 在焊道检测初定位区域内合成标准的 点云轮廓线； 在焊道检测初定位区域内获得所有 点云轮廓线， 记录点云轮廓线数量为num， 得到 num条待测点云轮廓线； 将待测点云轮廓线与标 准点云轮廓线做对比， 判断产品是否存在缺陷。 本发明引入机器视觉的自动检测方法， 相比于人 工检测， 能大大降低工人的检测劳动强度， 检测 精度高、 速度快， 可以有效保证产品的合格率。 权利要求书1页 说明书6页 附图8页 CN 114240944 B 2022.06.10 CN 114240944 B 1.一种基于点云信息的焊接缺陷检测方法， 其特 征是， 包括以下步骤： S1， 使用3D相机采集焊道的点云图像， 所述点云图像包括点和点对应的数值， 所述数值 代表是物体高度值， 并对点云图像进行 预处理， 得到有效点云图像； S2， 从有效点云图像中选取焊道检测初定位区域； S3， 在焊道检测初定位区域内作垂直焊道 的若干等距等长的线段， 所述线段上对应有 若干点， 在焊道检测初定位区域内从左到右沿线段的垂 直方向记录各线段的点对应的高度 值， 并找出处于中位数的高度值， 将所有处于中位数的高度值拟合成标准的点云轮廓线； S4， 在焊道检测初定位区域内获得每条线段对应的点云轮廓线， 记录点云轮廓线数量 为num， 得到num条待测点云轮廓线； S5， 平移待测点云轮廓线， 使得待测点云轮廓线的最高点与标准点云轮廓线的最高点 进行重合， 计算待测点云轮廓线与标准点云轮廓线对应点高度差， 对高度差求平方和， 然后 再求平均， 得到 两条轮廓线的差异值， 根据差异值判断产品是否存在缺陷。 2.根据权利要求1所述的一种基于点云信 息的焊接缺陷检测方法， 其特征是， 所述S2具 体包括以下步骤： 从有效点云图像中作垂直焊道的若干等距等长的线段， 所述线段上对应 有若干点， 提取所有线 段对应高度值最高的点拟合成直线， 得到焊道直线， 沿焊道直线作一 定距离的左右对称线段， 并连接左右对称线段的上 下端点， 获得焊道检测初定位区域。 3.根据权利要求2所述的一种基于点云信 息的焊接缺陷检测方法， 其特征是， 拟合直线 的过程如下： 获得所有线段对应高度值最高的点的坐标， 根据坐标进行基于最小二乘法原 理的拟合 直线。 4.根据权利要求1所述的一种基于点云信 息的焊接缺陷检测方法， 其特征是， 所述S1中 对点云图像进行预处理包括对原始点云图像进行增强处理、 图像去 噪处理、 图像分割处理 及图像差分处 理中的一种或几种。 5.根据权利要求1所述的一种基于点云信 息的焊接缺陷检测方法， 其特征是， 所述S5具 体包括以下步骤： 将待测点云轮廓线与标准点云轮廓线做对比， 判断其差异值是否大于设 置的阈值， 若 是， 则焊接产品判为是有缺陷的产品， 若否， 判断循环次数n是否小于待测点云 轮廓线的数量 num， 若否， 则焊接产品判为 合格产品， 若是， 返回S5 。 6.根据权利要求1所述的一种基于点云信 息的焊接缺陷检测方法， 其特征是， 计算每条 待测点云轮廓线与标准 点云轮廓线对应点高度差的平方和的公式如下 所示： ； 其中： yi是待测点云轮廓线上的第i点 的高度值， yj是标准点云轮廓线上的对应待测点 云轮廓线上的第i 点的高度值。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114240944 B 2一种基于点 云信息的焊接缺陷检测方 法 技术领域 [0001]本发明涉及缺陷检测技 术领域， 尤其是一种基于点云信息的焊接缺陷检测方法。 背景技术 [0002]焊接缺陷是指焊接接头部位在焊接过程中形成的缺陷。 焊接缺陷包括气孔、 夹渣、 未焊透、 未熔合、 裂纹、 凹坑、 咬边、 焊瘤等。 这些缺陷中的气孔、 夹渣属体积型缺陷。 条渣、 未 焊透、 未熔合与裂纹属线性缺陷， 也可称为面型缺陷。 尤其是裂纹与未熔合更是面型缺陷。 凹坑、 咬边、 焊瘤及表面裂纹属表面缺陷。 其他缺陷均属 埋藏缺陷。 构件边缘必须按规定进 行准备， 干净， 无毛刺， 无气割熔渣， 无油脂或油漆， 除了车间保护底漆。 接头必须干燥。 几种 常见焊接缺憾点焊不应该太深， 点焊位置应使其在施焊时能够重新溶合。 焊前， 检验员必须 确保所有焊点处于良好状态， 焊前必须清除坏点焊和炸裂的点焊。 外观缺陷： 外观缺陷是指 不用借助于仪器,从工件表面可以发现的缺陷。 管道之 间的连接方式， 多 数采用焊接的方式 进行连接， 焊接过程中会产生焊接接头缺陷， 现有的焊接接头缺陷检测， 大都是采用人工肉 眼进行判断， 但是气孔、 夹渣这种焊接接头缺陷无法通过肉 眼检测， 部 分通过仪器进 行检测 时， 需要人工手持不断调节检测调度， 长时间工作工作人员负担较大， 工作的效率低。 目前 也出现利用视觉识别的方式， 参考中国专利公开号为CN 111462110A的一种焊缝质量检测方 法， 包括： 获取目标焊接物的点云数据， 并将所述点云数据转换为高度图， 所述目标焊接物 包括基材、 焊接件， 以及将所述焊接件焊接于所述基材上形成的目标焊缝； 从所述高度图 中， 确定出用于表征所述目标焊缝的焊缝区域； 对 所述焊缝区域进 行分析， 获得所述目标焊 缝的特征参数； 根据所述特征参数， 获得所述目标焊缝的质量检测结果。 具体的获取所述目 标焊缝的特征参数的过程如下： 在所述焊缝区域上， 沿第二方向设置多个扫描窗口， 以将所 述焊缝区域划分为多个子区域图像， 所述第二方向为所述焊缝区域的长度方向； 针对所述 多个子区域图像中的每个子区域图像， 获得所述子区域图像所表征子目标焊缝的体积参 数， 以获得多个体积参数； 将所述多个体积参数中数值最小的体积参数， 作为所述目标焊缝 的特征参数。 然而以体积作为参考标准存在一定误差， 比如在两段连通域内的焊缝都不正 常， 一段出现前粗后细的情况， 另一段出现左粗右细的情况， 但是其体积 基本相似或等同于 参考标准时， 则会判断出 该两端连通 域的焊缝 是正常的， 导 致出现误判的情况发生。 发明内容 [0003]本发明解决了现有技术以体积作为参考标准进行缺陷识别导致误判的问题， 提出 一种基于点云信息的焊接缺陷检测方法， 引入机器视觉的自动检测方法， 相比于以体积作 为参考标准， 相当于沿着 焊缝从上到下扫描其点云轮廓线， 作为待测点云轮廓线， 再利用待 测点云轮廓线与标准的点云轮廓线做对比， 以轮廓直接比对， 避免计算体积导 致的误差 。 [0004]为实现上述目的， 提出以下技 术方案： [0005]一种基于点云信息的焊接缺陷检测方法， 包括以下步骤： [0006]S1， 使用3D相机采集焊道的点云图像， 所述点云图像包括点和点对应的数值， 所述说　明　书 1/6 页 3 CN 114240944 B 3