水下焊缝跟踪研究：双目视觉传感器与模糊增强算法

"该资源是一篇关于机器人水下焊缝跟踪中双目立体视觉系统设计的工程技术论文，发表于2009年的《Welding Technology》杂志上。作者包括肖心远、石永华、王国荣和杜健辉，他们来自华南理工大学机械学院。文章探讨了在海洋管道工程中，如何克服水下焊接环境的恶劣条件，通过设计双目视觉传感器和优化图像处理算法来实现焊缝的精确跟踪。" 文章详细介绍了针对水下焊缝跟踪的双目立体视觉系统的设计和应用。首先，为了去除噪声并获得清晰的焊缝图像，采用了卤钨灯辅助光源和复合滤光系统。这一硬件配置旨在优化图像质量，以适应水下环境的挑战。 接下来，针对水下焊缝图像普遍存在的模糊和低对比度问题，文章提出了一种基于模糊增强图像处理技术的改进Pal算法。通过OTSU方法选择最佳阈值，同时设计了新的隶属度函数。这种方法能够提升图像处理速度，并能提取出更精细的边缘，对于焊缝识别和立体匹配至关重要。 实验结果证实，改进后的算法在实际应用中表现出色，提高了效率，使得在复杂环境下跟踪焊缝成为可能。边缘检测技术在此类应用中扮演关键角色，特别是在双目视觉的特征匹配中，边缘通常作为首要的匹配特征。 此外，文章还讨论了传统图像处理方法在应对水下图像特殊性的不足，并引入了Pal的模糊增强算法，该算法利用模糊集理论来改善图像分割，有效区分目标和背景。 整个系统包括机器人系统、水下双目视觉传感器、光源、水箱、图像采集卡、工控机、弧焊电源和送丝机等组成部分。在试验过程中，所有设备均置于水箱中，模拟实际水下焊接环境。 这篇论文展示了在水下焊缝跟踪领域，如何通过创新的双目视觉技术和图像处理算法来克服环境干扰，实现精准的焊缝定位和跟踪，这对于推动水下自动焊接技术的发展具有重要意义。