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龙图腾网恭喜江苏科技大学申请的专利一种窄间隙焊接视觉传感焊缝跟踪方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117047231B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311039202.2，技术领域涉及：B23K9/127；该发明授权一种窄间隙焊接视觉传感焊缝跟踪方法是由苏娜;王加友;朱杰;姜玉清;胥国祥设计研发完成，并于2023-08-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种窄间隙焊接视觉传感焊缝跟踪方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种窄间隙焊接视觉传感焊缝跟踪方法及系统，系统包括：窄间隙焊炬、窄间隙焊接控制柜、红外摄像机、图像实时传输模块、计算机图像处理模块和数据通讯模块；方法是，红外摄像机以外触发方式经图像实时传输模块采集焊前坡口图像或焊接区域全局图像；经计算机图像处理后，提取坡口左、右边缘和焊丝边缘，通过基于变异系数的模式识别抗干扰算法和数值滤波算法，计算坡口中心和焊炬中心，并将两者的差作为焊缝偏差；通过焊缝跟踪控制器和数据通讯模块，将获取的焊缝偏差调节量发送至窄间隙焊接控制柜，对焊炬进行纠偏。该方法环境适应性好、检测精度高，适用于窄间隙焊接的初始焊炬位置引导和焊缝跟踪控制。

本发明授权一种窄间隙焊接视觉传感焊缝跟踪方法在权利要求书中公布了：1.一种窄间隙焊接视觉传感焊缝跟踪方法，采用窄间隙焊接视觉传感焊缝跟踪系统，所述的窄间隙焊接视觉传感焊缝跟踪系统包括窄间隙焊炬，还包括窄间隙焊接控制柜14、红外摄像机8、滤光系统7、电流传感器13、信号触发器9、图像实时传输模块10、计算机图像处理模块11和数据通讯模块12；所述红外摄像机8对准焊接坡口6且与水平面成一夹角θ安置，θ＝10～80°，通过视频线缆分别与信号触发器9的输出端和图像实时传输模块10的输入端相连；信号触发器9的输入端通过导线分别与窄间隙焊接控制柜14和电流传感器13相连，所述窄间隙焊接控制柜14与所述窄间隙焊炬的电弧运动驱动器3b相连；所述窄间隙焊炬中的焊接电源3e一端与电弧运动驱动器3b相连、另一端连接电缆线穿过电流传感器13的检测环或串接电流传感器13后与焊接坡口6所在的工件相连；所述图像实时传输模块10包含图像采集卡和图像采集软件，通过视频线缆依次与包含有边缘提取模块、焊缝偏差值求取模块、焊缝偏差调节量求取模块的计算机图像处理模块11和包含有通讯协议、通讯软件和通讯接口的数据通讯模块12以及窄间隙焊接控制柜14相连，所述滤光系统7同轴设置在所述红外摄像机8前端，由滤光镜、减光镜和UV镜构成，其特征是，包括如下步骤：1实时采集图像：将电流传感器13检测到的电弧电流基值期信号ib和电弧位置信号Parc，单路或双路发送至信号触发器9，控制红外摄像机8开始采集宽度和高度分别为h1h1≤1024和h2h2≤1024像素的焊前坡口图像或与电弧位置同步的焊接区域全局图像15，并通过C或C++语言及图像处理软件开发图像采集程序，形成具有图像实时采集、保存和输出功能的图像实时传输模块10，实现图像的实时传输，为窄间隙焊接焊前焊炬位置引导和焊缝跟踪控制提供实时图像；2提取坡口边缘，获取坡口中心位置xg：包括获取焊前坡口图像或焊接区域全局图像15的坡口中心位置xg；焊前坡口图像的坡口中心位置xg的获取，是根据实时采集的单帧焊前坡口图像，通过中点法或中线法，自适应定位高度为h55≤h5≤h2像素的坡口左、右边缘ROI窗口，并自适应截取坡口左、右边缘ROI图像，通过计算机图像处理模块11中的焊前坡口边缘ROI图像处理方法，提取焊前坡口左边缘4和坡口右边缘5，沿坡口边缘ROI窗口高度方向，通过计算均值或拟合值的方法获取坡口中心原始位置点分布，并通过均值法计算焊前坡口图像中的坡口中心位置xg；针对焊接区域全局图像15的坡口中心位置xg的求取，是通过计算机图像处理模块11中的全局图像处理方法，提取焊接区域全局图像15中的电弧2位置，并通过电弧2位置自适应设置电弧2对侧的坡口边缘ROI窗口16，截取高度为h35≤h3≤h2像素的坡口边缘ROI图像，通过计算机图像处理模块11中的坡口边缘ROI图像处理方法，提取电弧2对侧的坡口左边缘4或坡口右边缘5；根据从相邻两帧焊接区域全局图像15中提取的坡口左边缘4和坡口右边缘5，沿坡口边缘ROI窗口高度方向，通过计算均值或拟合值的方法获取坡口中心原始位置点分布；通过基于变异系数的模式识别抗干扰算法，分析坡口中心原始位置点分布的离散度，并剔除异常的坡口中心原始位置点后，从保留的坡口中心有效位置点中通过计算均值或拟合值的方法获取焊接区域全局图像15的坡口中心位置xg，为窄间隙焊炬位置的纠偏提供依据；3提取焊丝轮廓，获取焊炬中心位置xe：包括获取焊前坡口图像和焊接区域全局图像15的焊炬中心位置xe；焊前坡口图像的焊炬中心位置xe获取，又包括焊丝停留时的焊前坡口图像和焊丝摇动时的焊前坡口图像；针对由图像实时传输模块10采集的焊丝停留或焊丝摇动状态下的焊前坡口图像，通过焊前焊丝ROI窗口，截取高度为h65≤h6≤h2像素的焊前焊丝ROI图像，并通过焊前焊丝ROI图像处理方法，提取焊丝轮廓，获取焊前坡口图像的焊炬中心位置xe，用于窄间隙焊接的初始焊炬位置引导；焊接区域全局图像15的焊炬中心位置xe获取，是通过电弧2同侧的焊丝ROI窗口17，截取高度为h45≤h4≤h2像素的焊丝ROI图像，通过焊丝ROI图像处理方法提取焊丝边缘和焊丝中心；根据从相邻两帧焊接区域全局图像15中，提取的焊丝左轮廓包括焊丝左边缘和焊丝右边缘、焊丝左中心或焊丝右轮廓包括焊丝左边缘和焊丝右边缘、焊丝右中心，通过焊丝单侧边缘检测法或焊丝双侧边缘检测法获取焊炬中心位置采样值；对获取的焊炬中心位置采样值通过数值滤波算法，获取焊接区域全局图像15的焊炬中心位置xe；4获取焊缝偏差值△xi：根据焊前坡口图像或焊接区域全局图像15分别获取的坡口中心位置和焊炬中心位置，通过计算机图像处理模块11中的焊缝偏差检测模块，按式△xi＝xg-xe分别计算焊前或焊接过程中焊炬相对于坡口中心的偏差值，获取焊前坡口图像或焊接区域全局图像15的焊缝偏差，为焊前焊炬位置引导和焊缝跟踪控制提供依据；5获取焊缝偏差调节量：针对获取的焊缝偏差值△xi，通过比例、积分、微分控制器，或与比例、积分、微分控制器相融合的可分离组合、智能控制器、复合控制器，开发窄间隙焊缝跟踪控制器，形成根据焊缝偏差大小自动匹配控制参数的焊缝跟踪控制器，从而获取焊缝偏差调节量；6纠偏操作：针对获取的焊缝偏差调节量，通过计算机语言开发数据通讯软件和通讯接口，形成具有数据保存和输出功能的数据通讯模块12；通过数据通讯模块12将焊缝偏差调节量发送至窄间隙焊接控制柜14，对焊炬进行焊前引导和焊接过程中的纠偏操作；7重复上述所述步骤1至步骤6，直至焊接过程结束。

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