[發明專利]一種激光除銹方法及激光除銹裝置

有效

• 申請號: 202210465461.0
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114654101B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 屠言輝;李滬;王勇鋒;吳家雄;王義俊;劉民友;劉強;謝海林
• 申請（專利權）人: 中建四局安裝工程有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/194;G06T7/246;G06V10/25;B23K26/362;B23K26/0622;B23K26/70
• 代理公司: 成都行之智信知識產權代理有限公司 51256
• 代理人: 粟卉

1.一種激光除銹方法，其特征在于，包括以下步驟：

通過視覺激光確定第一個待除銹區域，并預測第二個待除銹區域；

將除銹激光與第一個待除銹區域對應，并通過除銹激光對第一個待除銹區域進行除銹操作；

根據預測的第二個待除銹區域的位置，使第二個待除銹區域與視覺激光、除銹激光對應，對第二個待除銹區域進行除銹操作，并預測第三個待除銹區域；

根據預測的第n個待除銹區域的位置，使第n個待除銹區域與視覺激光、除銹激光對應，對第n個待除銹區域進行除銹操作，并預測第n+1個待除銹區域，n為大于2的自然數；

對n進行迭代并重復上述步驟，迭代步長為1，直至完成除銹；

其中，通過視覺激光確定第一個待除銹區域，并預測第二個待除銹區域的方法包括以下方法：

投射激光條紋至待除銹表面，將視覺范圍內的激光條紋圖像轉化為灰度圖，統計激光條紋圖像縱軸方向灰度值總和；

確定灰度值總和的極值點，并獲取對應位置的激光條紋圖像的橫坐標和縱坐標，以此橫坐標和縱坐標為中心點，確定第一個感興趣區域，并將第一個感興趣區域設定為第一待除銹區域；

在第一個感興趣區域內標記多個特征點，標記方法為：特征點的灰度值大于背景閾值；

確定參考特征點，獲得參考特征點的變化規律，并預測第一個感興趣區域外的特征點位置；

根據預測的第一個感興趣區域外的特征點位置，預測第二個感興趣區域，并將其設定為第二待除銹區域。

2.根據權利要求1所述的一種激光除銹方法，其特征在于，預測第三個待除銹區域的方法包括：

視覺激光獲取預測的第二個感興趣區域內的激光條紋圖像，并轉化為灰度圖；

在第二個感興趣區域內標記多個特征點，標記方法為：特征點的灰度值大于背景閾值；

確定參考特征點，獲得參考特征點的變化規律，并預測第二個感興趣區域外的特征點位置；

根據預測的第二個感興趣區域外的特征點位置，預測第三個感興趣區域，并將其設定為第三待除銹區域。

3.根據權利要求2所述的一種激光除銹方法，其特征在于，參考特征點的獲得方法包括：

通過LK光流法計算相鄰時刻特征點的運動矢量，光流方程為：I_xu+I_yv+I_t＝0，其中，I_x、I_y、I_t分為t時刻激光條紋圖像I的特征點灰度值對x、y、t方向求導，x、y分別為橫坐標方向和縱坐標方向，u、v分別為x、y方向的光流速率；

確定光流方程誤差函數：其中，在空間范圍w內的光流為定值；

對誤差函數求導，并確定該特征點的光流矢量：

確定t時刻的特征點的位置x_t，并用光流法跟蹤該特征點k步，獲得前向軌跡：T_f,k＝(x_t,x_t+1,…,x_t+k)；

向后跟蹤特征點x_t+k到t時刻，獲得驗證軌跡：

使用歐式公式獲取前向-后向誤差：為t時刻通過光流法后向跟蹤得到的特征點位置；

獲取誤差值小于設定值的特征點，并選用為參考特征點。

4.根據權利要求1所述的一種激光除銹方法，其特征在于，除銹激光的除銹方法包括：

建立一維線性熱傳導-能量守恒方程：其中T為溫度，j為導熱系數，ρ為材料密度，c為材料熱容，Q為激光外部熱源；

建立激光除銹方程：

其中，h為銹層厚度，s為除銹時間，A為待除銹鋼材對激光的反射系數，I₀為激光的能量密度，β為待除銹鋼材對激光能量的吸收系數，θ(h,s)為初表溫度變化值，τ為激光脈寬；

通過有限差分方法求解除銹方程，獲得不同h、s、I₀、Q、τ之間的對應關系，并控制除銹激光對待除銹區域發出脈沖激光。