[發(fā)明專利]基于渦流及雙目線陣視覺復(fù)合傳感的焊縫三維定位跟蹤方法

在審

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• 申請日: 2022-04-24
• 公開（公告）號: CN114789288A
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 洪波;鄒業(yè)明;賈愛亭;高佳篷;屈原緣
• 申請（專利權(quán)）人: 湘潭大學(xué)
• 主分類號: B23K9/127
• 分類號: B23K9/127;B23K9/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于渦流及雙目線陣視覺復(fù)合傳感的焊縫三維定位跟蹤方法,其特征在于：軸向交錯雙渦流探頭多次檢測焊縫坡口高度及正對焊縫面積，采用優(yōu)化的加權(quán)最小二乘法擬合探頭1電壓信號與高度函數(shù)關(guān)系，控制補償給探頭2的高度變化，實現(xiàn)變量分離得到探頭2電壓信號與正對焊縫面積擬合函數(shù)，計算獲得焊縫偏差值；雙目線陣視覺獲取焊縫三維坐標(biāo)，激光透過帶孔的濾光片在焊縫表面形成明暗交替的直線，由前置雙目線陣相機獲取圖像，計算兩條直線圖像亮度方差相近位置交點的三維坐標(biāo)，直至獲得直線上所有坐標(biāo)，改變激光線掃描焊縫位置，重復(fù)計算并獲得焊縫三維坐標(biāo)，實現(xiàn)對焊縫從點到線再到面的三維測量；采用優(yōu)化傳感器測量方差的加權(quán)融合法對偏差值和三維坐標(biāo)進行融合，生成焊縫三維偏差值，根據(jù)三維偏差值采用模糊控制對焊縫進行實時跟蹤。

2.據(jù)權(quán)利1所述基于渦流及雙目線陣視覺復(fù)合傳感的焊縫三維定位跟蹤方法,其特征在于，軸向交錯雙渦流傳感裝置包括兩個渦流傳感器、軸向交錯復(fù)合夾具，其中探頭1和探頭2通過軸向交錯復(fù)合夾具固連，雙渦流傳感器安裝位置角度取決于焊縫坡口角度θ，中厚板焊縫坡口角度θ區(qū)間在45°～60°，雙渦流傳感器安裝位置角度(π/2-θ/4)；探頭1軸線垂直于坡口一側(cè)，通過測量得到探頭1至坡口一側(cè)的距離h₁，通過幾何關(guān)系獲得探頭2至焊縫高度h₂對探頭2進行補償；探頭2軸線垂直于焊縫，用于檢測探頭2與焊縫正對面積S的左右變化。

3.據(jù)權(quán)利1所述基于渦流及雙目線陣視覺復(fù)合傳感的焊縫三維定位跟蹤方法,其特征在于，包括：通過雙目線陣視覺傳感器獲取焊縫的三維坐標(biāo)步驟具體如下：

(1)兩個線陣相機，激光器并排放置，兩線陣相機左右分布，將帶孔濾光片放于激光器前方，能在焊縫表面形成明暗交替的直線；

(2)雙線陣相機同步拍攝獲得兩個明暗交替的直線圖像，在一直線圖像上取點M₁，計算點M₁區(qū)域亮度，將點M₁區(qū)域亮度與另一直線圖像上各處的亮度進行比較計算方差，方差在可接受閾值內(nèi)處對應(yīng)的點即為M₂；

(3)將點M₁和M₂分別與對應(yīng)線陣相機的中心點連成兩條相交線，計算交點M坐標(biāo)；

(4)重復(fù)步驟(3)直至獲得直線上所有點的坐標(biāo)，改變激光投射位置，以此改變直線在焊縫表面的位置，重新執(zhí)行步驟(1)直至獲得焊縫表面所有點的三維坐標(biāo)。

4.據(jù)權(quán)利1所述基于渦流及雙目線陣視覺復(fù)合傳感的焊縫三維定位跟蹤方法,其特征在于，優(yōu)化傳感器測量方差如下：

由兩個傳感器測量焊縫偏差和三維坐標(biāo)均值無偏估計值和傳感器已知初始精度δ_i′²可計算出優(yōu)化后傳感器測量方差再通過自適應(yīng)加權(quán)融合得到焊縫三維偏差值。