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一种脉冲触发成像的深熔氩弧焊图像优化方法及系统 

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申请/专利权人:华南理工大学

摘要:本发明提出了一种脉冲触发成像的深熔氩弧焊图像优化方法及系统,通过结合脉冲触发成像技术和HDR相机,以及应用自适应算法进行参数优化,从而提高了焊接图像的清晰度、动态范围和细节展示能力,解决了传统深熔氩弧焊图像数字化方法存在的低对比度、锁孔和熔池边缘检测困难和曝光时间序列选择困难等技术问题。本发明能够根据焊接图像的质量和焊接进度动态调整HDR相机的参数和图像处理算法,以适应不同焊接条件和需求。因此,该发明具有较高的实用性和应用前景,可用于深熔氩弧焊过程中焊接图像的数字化和分析,为焊接质量控制和过程优化提供了一种可靠技术手段。

主权项:1.一种脉冲触发成像的深熔氩弧焊图像优化方法,其特征在于,包括如下步骤:S1.根据待焊材料、保护气体和焊接参数,HDR图像处理器初始化HDR相机的曝光时间序列,并将控制信号发送给脉冲发生器,生成与曝光时间序列相对应的触发脉冲,以控制HDR相机进行焊接图像的捕获;S2.基于所捕获的焊接图像,获取图像像素值与焊接场景辐照度、曝光时间之间的映射关系,即HDR相机的响应函数fI=lnAE+lnΔt,其中,I为图像像素值,E为焊接场景辐照度,Δt为曝光时间,A为与HDR相机参数及其空间位置相关的常数;S3.基于响应函数fI,将捕获的焊接图像转换为焊接场景辐照度分布图;S4.逐行扫描辐照度分布图,记录每行像素点的辐照度值,并求导出辐照度的变化梯度,用梯度极值法准确定位焊接过程中锁孔和熔池区域的边缘点;S5.根据曝光时间序列所捕获的焊接图像,记录锁孔区域和熔池区域的最大辐照度,并求其平均值,以及对应的像素点和像素值,分别表示为锁孔平均辐照度Ekmax和像素值Ikmax,熔池平均辐照度Epmax和像素值Ipmax;S6.根据响应函数fI和步骤S5中的辐照度及其像素值,计算出锁孔和熔池区域最佳成像的曝光时间,生成脉冲触发控制信号,并通过脉冲发生器控制HDR相机捕获焊接图像,得到锁孔区域和熔池区域最佳成像的图像,并对这些图像进行融合处理,以得到锁孔区域和熔池区域同时清晰成像的焊接图像;S7.重复步骤S3~S6,直至焊接结束,以获取多个焊接图像序列并进行处理。

全文数据:

权利要求:

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