基于轻量化DeepLab v3+网络的焊缝结构光图像分割

摘要：

基于激光结构光视觉传感的焊缝跟踪技术将焊缝定位转化为结构光条纹特征点的定位,具有较强的普适性.然而,实时焊缝跟踪中弧光(焊接电弧产生的强烈可见光)、飞溅(溅射焊渣)、烟尘等噪声对结构光图像造成了严重的污染,从而影响了焊缝定位的精度和鲁棒性.滤除结构光图像中的噪声对于提升焊缝定位的精度和鲁棒性具有重要作用.为滤除焊缝结构光图像中的噪声,本文提出了一种基于轻量化DeepLab v3+语义分割网络的焊缝结构光图像分割方法,通过分割出结构光条纹的前景图像来达到噪声滤除的目的.采用浅层Resnet-18网络替代DeepLab v3+的原始深层骨干网络,以提高分割效率;以像素占比的补数为权重设计了加权交叉熵损失函数,以提高结构光条纹分割的像素准确率.实验结果表明:所提方法的平均单张图像推理时间为15.9 ms,结构光条纹的像素准确率为96.47％,结构光条纹的平均交并比为89.04％,可以实现高效、精确、鲁棒的结构光图像分割,从而达到焊缝结构光图像中弧光、飞溅、烟尘等噪声滤除的目的.

关键词：激光技术、图像处理、图像分割、DeepLab v3+网络、激光结构光、焊缝跟踪、焊缝定位

所属期刊栏目：50

分类号：TP249(自动化技术及设备)

资助基金：国家重点研发计划;湖南省科技创新项目;湖南创新型省份建设专项资金资助项目

在线出版日期：2023-06-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：41-50