窄間隙焊縫偏差的紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)方法及裝置

1.《窄間隙焊縫偏差的紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)方法及裝置》包括窄間隙焊炬、電弧電流傳感器（13）、計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)（15）以及紅外攝像系統(tǒng)；窄間隙焊炬中的折彎導(dǎo)電桿（3）一端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)及饋電機(jī)構(gòu)（4）相連、另一端與直型導(dǎo)電嘴（2）相接，穿過(guò)窄間隙焊炬的焊絲（5）伸入待焊坡口（9）中產(chǎn)生焊接電?。?）；紅外攝像系統(tǒng)包括數(shù)字式紅外攝像機(jī)（11）及紅外濾光系統(tǒng)（12），其特征是：計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)（15）包含依次連接的圖像采集卡（15-1）、焊絲位置信息提取模塊（15-2）和焊縫偏差值求取模塊（15-3），圖像采集卡（15-1）通過(guò)視頻線(xiàn)與紅外攝像機(jī)（11）相連；電機(jī)驅(qū)動(dòng)及饋電機(jī)構(gòu)（4）發(fā)出的電?。?）運(yùn)動(dòng)至坡口（9）左、右側(cè)壁最近電弧位置信號(hào)P_L、P_R同時(shí)輸入紅外攝像機(jī)（11）和圖像采集卡（15-1）；焊接電源（14）一端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)及饋電機(jī)構(gòu)（4）相連、另一端連接電纜線(xiàn)穿過(guò)電流傳感器（13）的檢測(cè)環(huán)或串接電流傳感器（13）后與工件（7）相接；電弧電流傳感器（13）檢測(cè)脈沖焊接電弧基值電流信號(hào)i_b，脈沖焊接電弧基值電流信號(hào)i_b與電弧位置信號(hào)P_L或P_R共同作用在紅外攝像機(jī)（11）的圖像拍攝觸發(fā)信號(hào)輸入端。

2.一種如權(quán)利要求1所述窄間隙焊縫偏差的紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，其特征是包括如下步驟：1）窄間隙焊炬整體與紅外攝像系統(tǒng)一起以焊接速度向坡口（9）前方移動(dòng)，根據(jù)電弧位置信號(hào)P_L或P_R觸發(fā)紅外攝像機(jī)（11）采集此刻焊接區(qū)域圖像，并經(jīng)圖像采集卡（15-1）送入計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)（15）；2）當(dāng)電?。?）運(yùn)動(dòng)至離坡口（9）左、右側(cè)壁最近處時(shí)，焊絲位置信息提取模塊（15-2）接收到來(lái)自圖像采集卡（15-1）的焊接圖像信息，并對(duì)該圖像進(jìn)行處理，提取焊絲右位置檢測(cè)點(diǎn)至坡口左邊緣（21）當(dāng)前距離X_1i以及焊絲左位置檢測(cè)點(diǎn)至坡口右邊緣（22）當(dāng)前距離X_2i，并將該當(dāng)前距離送至焊縫偏差值求取模塊（15-3）中；3）焊縫偏差值求取模塊（15-3）按式ΔX_i=（X_1i－X_2i）/2計(jì)算焊縫偏差的當(dāng)前檢測(cè)值ΔX_i，然后以最近n次焊縫偏差檢測(cè)值的中值或平均值作為焊縫偏差的當(dāng)前采樣值ΔX_si，n≥1；若ΔX_si=0則焊縫無(wú)偏差，若ΔX_si＞0則焊絲（5）偏向坡口右側(cè)，若ΔX_si＜0則焊絲（5）偏向坡口左側(cè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測(cè)方法，其特征是：步驟2）中，當(dāng)電?。?）運(yùn)動(dòng)至離坡口（9）右側(cè)壁最近處時(shí)，焊絲位置信息提取模塊（15-2）根據(jù)坡口左邊緣（21）的橫向位置變化調(diào)整坡口左側(cè)圖像截取窗口（17）定位點(diǎn)B_1i的橫坐標(biāo)值，截取不受電弧干擾的坡口左側(cè)圖像，提取坡口左邊緣（21）后，求取坡口左邊緣（21）至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_2i，并通過(guò)焊絲右側(cè)圖像截取窗口（18）截取焊絲右位置圖像后再提取焊絲（5）中心至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_1i，計(jì)算焊絲右位置檢測(cè)點(diǎn)至坡口左邊緣（21）當(dāng)前距離X_1i=（L_1i－L_2i）；當(dāng)電?。?）運(yùn)動(dòng)至離坡口（9）左側(cè)壁最近處時(shí)，焊絲位置信息提取模塊（15-2）根據(jù)坡口右邊緣（22）的橫向位置變化調(diào)整坡口右側(cè)圖像截取窗口（20）定位點(diǎn)B_2i的橫坐標(biāo)值，截取不受電弧干擾的坡口右側(cè)圖像，提取坡口右邊緣（22）后，求取坡口右邊緣（22）至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_3i，并通過(guò)焊絲左側(cè)圖像截取窗口（19）截取焊絲左位置圖像后再提取焊絲（5）中心至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_4i，計(jì)算焊絲左位置檢測(cè)點(diǎn)至坡口右邊緣（22）當(dāng)前距離X_2i=（L_3i－L_4i）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測(cè)方法，其特征是：先提取焊絲（5）中心至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_1i或L_4i，然后再求取坡口左、右邊緣（21、22）至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_2i或L_3i。

5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的檢測(cè)方法，其特征是：當(dāng)電?。?）再次運(yùn)動(dòng)至離坡口右側(cè)壁最近處時(shí)，先提取坡口左邊緣（21）至全局圖像左邊界的下次距離L_{2（i 1）}及焊絲右位置檢測(cè)點(diǎn)至全局圖像左邊界的下次距離L_{1（i 1）}，再計(jì)算焊絲右位置檢測(cè)點(diǎn)至坡口左邊緣（21）的下次距離X_{1（i 1）}=（L_{1（i 1）}－L_{2（i 1）}），計(jì)算出焊縫偏差的下次檢測(cè)值ΔX_{（i 1）}=（X_{1（i 1）}－X_2i）/2；依此類(lèi)推，實(shí)現(xiàn)在一個(gè)電弧運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)對(duì)焊縫偏差的兩次檢測(cè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測(cè)方法，其特征是：在坡口左邊緣（21）上的L_2i和L_{2（i 1）}檢測(cè)點(diǎn)縱坐標(biāo)值與在坡口右邊緣（22）上的L_3i檢測(cè)點(diǎn)縱坐標(biāo)值相同；在右位置焊絲軸心線(xiàn)上的L_1i和L_{1（i 1）}檢測(cè)點(diǎn)縱坐標(biāo)值與在左位置焊絲軸心線(xiàn)上的L_4i檢測(cè)點(diǎn)縱坐標(biāo)值相同；焊絲位置檢測(cè)點(diǎn)至全局圖像左邊界距離L_1i、L_4i或L_{1（i 1）}的最終檢測(cè)值為焊絲圖像左、右截取窗口（19、18）內(nèi)、焊絲（5）軸心線(xiàn)上m個(gè)不同位置檢測(cè)值的中值或平均值，m≥1；坡口左、右邊緣（21、22）至全局圖像左邊界距離L_2i、L_3i或L_{2（i 1）}的最終檢測(cè)值，為坡口左、右側(cè)圖像截取窗口（17、20）內(nèi)、坡口左、右邊緣（21、22）上k個(gè)不同位置檢測(cè)值的中值或平均值，k≥1。

7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的檢測(cè)方法，其特征是：在對(duì)所述圖像進(jìn)行處理時(shí)，先通過(guò)全局焊接圖像處理提取電弧區(qū)域最高點(diǎn)坐標(biāo)值，并根據(jù)電弧區(qū)域最高點(diǎn)坐標(biāo)位置的變化調(diào)整焊絲左、右側(cè)圖像截取窗口（19、18）定位點(diǎn)的坐標(biāo)值；再分別對(duì)用坡口左、右側(cè)圖像截取窗口（17、20）截取的小窗口坡口圖像及用焊絲左、右側(cè)圖像截取窗口（19、18）截取的小窗口焊絲圖像進(jìn)行處理；在對(duì)焊絲左、右側(cè)圖像截取窗口（19、18）截取的小窗口圖像進(jìn)行處理時(shí)，先進(jìn)行局部自適應(yīng)閾值分割處理，然后通過(guò)全窗口圖像的形態(tài)學(xué)腐蝕提取焊絲輪廓后，再利用Canny邊緣檢測(cè)算法提取焊絲骨架，最后計(jì)算出焊絲軸心線(xiàn)位置。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測(cè)方法，其特征是：對(duì)于搖動(dòng)或旋轉(zhuǎn)電弧脈沖焊接場(chǎng)合，當(dāng)電?。?）運(yùn)動(dòng)至坡口左側(cè)壁或右側(cè)壁最近處時(shí)，一旦電流傳感器（13）檢測(cè)到脈沖電弧第一個(gè)脈沖焊接電弧基值電流信號(hào)i_b來(lái)臨，即刻觸發(fā)紅外攝像機(jī)（11），采集此刻受電弧弧光干擾最小的焊接區(qū)域圖像，實(shí)現(xiàn)與脈沖電弧基值電流期同步的焊接圖像采集。

在實(shí)際窄間隙熔化極氣體保護(hù)焊接過(guò)程中，往往受到坡口加工誤差、工件裝配誤、焊接熱變形等因素的影響，導(dǎo)致坡口間隙大小和焊縫中心位置發(fā)生變化，出現(xiàn)焊炬中心離縫中心（即出現(xiàn)焊縫偏差）的情形。如果不對(duì)焊縫進(jìn)行跟蹤控制，焊縫偏差就會(huì)累積，那，即采用了基于電弧擺動(dòng)或旋轉(zhuǎn)工藝的坡口側(cè)壁熔透控制技術(shù)，也將會(huì)影響窄間隙焊接量。傳技術(shù)是實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤的關(guān)鍵，焊縫跟蹤傳感方法分為接觸式、非接觸式和電弧傳感（即半接式）三大類(lèi)。作為非接觸式傳感方法的代表，視覺(jué)傳感器因其信息量大、靈敏度高適用坡口形多、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而受到特別重視。

中國(guó)專(zhuān)利號(hào)為ZL201210325926.9、名稱(chēng)為“基于紅外視覺(jué)傳感的窄間隙焊接監(jiān)控及焊縫偏差檢測(cè)方法”的專(zhuān)利文獻(xiàn)，針對(duì)搖動(dòng)電弧窄間隙MAG焊接應(yīng)用，通過(guò)紅外攝像機(jī)事先獲取焊炬對(duì)中時(shí)的左右側(cè)坡口基準(zhǔn)邊界信息，焊接過(guò)程中紅外攝像機(jī)實(shí)時(shí)獲取遠(yuǎn)離電弧側(cè)的窄間隙坡口邊緣圖像后，通過(guò)圖像處理提取坡口單側(cè)邊緣位置信息，并與事先獲取的同側(cè)基準(zhǔn)坡口邊界比較，求取焊縫偏差。其缺點(diǎn)是：焊縫偏差的坡口單側(cè)邊緣位置檢測(cè)僅適用于坡口間隙恒定的情形，不適用于常見(jiàn)的坡口間隙變化場(chǎng)合，因此適用范圍窄。

中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01310375369.6、名稱(chēng)為“基于視覺(jué)傳感的旋轉(zhuǎn)電弧窄間隙MAG焊焊縫偏差識(shí)別裝置和方法”，針對(duì)旋轉(zhuǎn)電弧窄間隙MAG焊接應(yīng)用，采用電荷耦合器件（CCD）式紅外攝像機(jī)，通過(guò)觸發(fā)采樣方式獲取電弧旋轉(zhuǎn)到坡口左、右側(cè)壁位置處的焊接圖像，并根據(jù)圖像處理獲取的電弧中心和坡口中心位置信息求取焊縫偏差。其缺點(diǎn)是：①在實(shí)際窄間隙焊接過(guò)程中，電弧關(guān)于其軸線(xiàn)一般呈不對(duì)稱(chēng)狀態(tài)，特別是當(dāng)電弧離坡口一側(cè)邊緣較近時(shí)常常會(huì)出現(xiàn)電弧沿坡口側(cè)壁攀爬現(xiàn)象，因此根據(jù)所述焊縫偏差識(shí)別方法提取的電弧形態(tài)幾何中心，難以準(zhǔn)確地反映實(shí)際的電弧旋轉(zhuǎn)中心，從而影響其焊縫偏差檢測(cè)精度，也會(huì)影響其工程實(shí)用性；②所述焊縫偏差的電弧中心檢測(cè)法，僅適用于高頻率的旋轉(zhuǎn)電弧窄間隙焊接應(yīng)用，不適用于較低頻率的擺動(dòng)（含搖動(dòng)）電弧窄間隙焊接應(yīng)用場(chǎng)合；③采用的CCD攝像機(jī)，動(dòng)態(tài)范圍小，響應(yīng)速度較慢，影響焊縫偏差檢測(cè)精度和實(shí)時(shí)性。

圖1為窄間隙焊縫偏差紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)裝置的原理框圖；

圖2為圖1中圓弧形搖動(dòng)電弧焊接時(shí)焊縫無(wú)偏差（即焊炬對(duì)中）情形放大示意圖；

圖3為圖1中圓弧形搖動(dòng)電弧焊接時(shí)焊縫左偏（即焊炬右偏）情形放大示意圖；

圖4為圖1中圓弧形搖動(dòng)電弧焊接時(shí)焊縫右偏（即焊炬左偏）情形放大示意圖；

圖5為圖1中旋轉(zhuǎn)電弧和雙半圓周形搖動(dòng)電弧焊接時(shí)焊縫無(wú)偏差（即焊炬對(duì)中）情形放大示意圖；

圖6為圖1中旋轉(zhuǎn)電弧和雙半圓周形搖動(dòng)電弧焊接時(shí)焊縫左偏（即焊炬右偏）情形放大示意圖；

圖7為圖1中旋轉(zhuǎn)電弧和雙半圓周形搖動(dòng)電弧焊接時(shí)焊縫右偏（即焊炬左偏）情形放大示意圖；

圖8為圖1中電弧偏向坡口右側(cè)壁時(shí)焊縫偏差檢測(cè)原理圖；

圖9為圖1中電弧偏向坡口左側(cè)壁時(shí)焊縫偏差檢測(cè)原理圖；

圖10為圖1中焊縫偏差檢測(cè)流程圖；

圖11為直流焊時(shí)焊絲軸心位置信息提取效果實(shí)施例圖；

圖12為直流焊時(shí)坡口邊緣信息提取效果實(shí)施例圖；

圖13為脈沖焊時(shí)焊絲軸心位置信息提取效果實(shí)施例圖；

圖14為脈沖焊時(shí)坡口邊緣信息提取效果實(shí)施例圖。

圖1中：1—電弧；2—直型導(dǎo)電嘴；3—折彎導(dǎo)電桿；4—電機(jī)驅(qū)動(dòng)及饋電機(jī)構(gòu)；5—焊絲；6—送絲機(jī)；7—工件；8—電弧雙半圓周形搖動(dòng)軌跡（或電弧圓周形旋轉(zhuǎn)軌跡）；9—待焊坡口；10—電弧圓弧形搖動(dòng)軌跡；11—紅外攝像機(jī)；12—紅外濾光系統(tǒng)；13—電弧電流傳感器；14—焊接電源；15—計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)；15-1—圖像采集卡；15-2—焊絲位置信息提取模塊；15-3—焊縫偏差值求取模塊。i_b—脈沖基值電流，V_w—焊接速度，P_L—電?。ㄔ谂c焊接速度V_w垂直方向上）至坡口左側(cè)壁最近位置信號(hào)，P_R—電?。ㄔ谂c焊接速度V_w垂直方向上）至坡口右側(cè)壁最近位置信號(hào)。

圖2至圖7中：A_1iO_2iA_2i—電弧相對(duì)于焊炬的圓弧形搖動(dòng)軌跡10；O_1i—電弧圓弧形搖動(dòng)軌跡A_1iO_2iA_2i的弦長(zhǎng)中點(diǎn)；O2i—電弧搖動(dòng)軌跡中點(diǎn)；O3i—焊炬中心在坡口底面的投影點(diǎn)，也是電弧相對(duì)于焊炬圓周形搖動(dòng)軌跡8的圓心點(diǎn)；O4O5—坡口中心線(xiàn)；α—電弧搖動(dòng)角度；A_1i—電弧至坡口左側(cè)璧L的最近位置點(diǎn)（在與焊接速度V_w垂直方向上）；A_2i—電弧至坡口右側(cè)璧R的最近位置點(diǎn)（在與焊接速度V_w垂直方向上）；A_1iF_i—電弧至左側(cè)璧L的最近距離；A_2iE_i—電弧至右側(cè)璧R的最近距離；E_iF_i與焊接速度V_w方向垂直；O_3iA_1i=O_3iA_2i=O_3iO_2i=r，為電弧搖動(dòng)半徑或旋轉(zhuǎn)半徑。

圖8至圖9中：17—坡口左側(cè)圖像截取窗口；18—焊絲右側(cè)圖像截取窗口；19—焊絲左側(cè)圖像截取窗口；20—坡口右側(cè)圖像截取窗口；21—坡口左邊緣；22—坡口右邊緣；23—焊絲右位置檢測(cè)線(xiàn)；24—焊絲左位置檢測(cè)線(xiàn)。C₁—電弧至坡口右側(cè)壁22最近時(shí)電弧區(qū)域最高點(diǎn)，C₂—電弧至坡口左側(cè)壁21最近時(shí)電弧區(qū)域最高點(diǎn)；D_1i—焊絲右側(cè)圖像截取窗口18的當(dāng)前定位點(diǎn)，D_2i—焊絲左圖像截取窗口19的當(dāng)前定位點(diǎn)；B_1i—坡口左側(cè)圖像截取窗口17的當(dāng)前定位點(diǎn)，B_2i—坡口右圖像截取窗口20的當(dāng)前定位點(diǎn)；L_1i—焊絲右位置中心至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離；L_2i—坡口左邊緣21至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離；L_3i—坡口右邊緣22至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離；L_4i—焊絲左位置中心至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離；X_1i—焊絲右位置檢測(cè)點(diǎn)至坡口左邊緣21的當(dāng)前距離；X_2i—焊絲左位置檢測(cè)點(diǎn)至坡口右邊緣22的當(dāng)前距離；ΔX_i—焊縫偏差的當(dāng)前檢測(cè)值。.

2020年7月，《窄間隙焊縫偏差的紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)方法及裝置》獲得第二十一屆中國(guó)專(zhuān)利銀獎(jiǎng)。

窄間隙焊縫偏差的紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)方法及裝置實(shí)施內(nèi)容

《窄間隙焊縫偏差的紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)方法及裝置》的窄間隙焊縫偏差的紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)裝置如圖1所示，主要包括窄間隙焊炬、電弧電流傳感器13、計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)15、紅外攝像系統(tǒng)等。窄間隙焊炬又由電機(jī)驅(qū)動(dòng)及饋電機(jī)構(gòu)4、折彎導(dǎo)電桿3、直型導(dǎo)電嘴2、噴嘴機(jī)構(gòu)等組成，其中折彎導(dǎo)電桿3一端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)及饋電機(jī)構(gòu)4相連、另一端與直型導(dǎo)電嘴2相接；窄間隙焊炬中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)及饋電機(jī)構(gòu)4可以為空心軸電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)式，也可以為普通電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)副間接驅(qū)動(dòng)式，并且優(yōu)選空心軸電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)式。電機(jī)驅(qū)動(dòng)及饋電機(jī)構(gòu)4中安裝有光電（或電磁）檢測(cè)裝置，以檢測(cè)電弧1（在與焊接速度V_w垂直方向上）至坡口9左側(cè)壁與右側(cè)壁距離最近位置信號(hào)P_L或P_R。通過(guò)焊接電源14、窄間隙焊炬及其拖動(dòng)控制系統(tǒng)，可焊前設(shè)定焊接能量參數(shù)（電弧電流、電弧電壓和焊接速度V_w）和電弧搖動(dòng)參數(shù)或電弧旋轉(zhuǎn)參數(shù)。

送絲機(jī)6送出的焊絲5依次穿過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)及饋電機(jī)構(gòu)4、折彎導(dǎo)電桿3和直型導(dǎo)電嘴2的中心孔后送出，伸入待焊坡口9中產(chǎn)生焊接電弧1；焊接電源14的一端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)及饋電機(jī)構(gòu)4相連，連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)及饋電機(jī)構(gòu)4中的電刷饋電機(jī)構(gòu)，焊接電源14的另一端與工件7相接，從而實(shí)現(xiàn)在焊接電纜無(wú)纏繞下的焊接饋電。供氣系統(tǒng)通過(guò)焊炬中的噴嘴機(jī)構(gòu)向電弧1所在的焊接區(qū)域提供活性或惰性保護(hù)氣體，但是當(dāng)采用自保護(hù)藥芯焊絲焊接時(shí)則不需要噴嘴機(jī)構(gòu)，也無(wú)需向焊接區(qū)域提供保護(hù)氣體。電弧1相對(duì)于焊炬的運(yùn)動(dòng)方式分為搖動(dòng)（或擺動(dòng)）式和旋轉(zhuǎn)式兩大類(lèi)，具體包括：往復(fù)式圓弧形10搖動(dòng)、單向雙半圓周形軌跡8式搖動(dòng)（電弧在離坡口左右側(cè)壁最近位置點(diǎn)A_1i和A_2i處有停留）、圓周形軌跡式旋轉(zhuǎn)（電弧在離坡口左右側(cè)壁最近位置點(diǎn)A_1i和A_2i處無(wú)停留）；其中，旋轉(zhuǎn)式電弧運(yùn)動(dòng)方式除了圖1所示的折彎導(dǎo)電桿式旋轉(zhuǎn)電弧以外，還包括常見(jiàn)的偏心導(dǎo)電嘴式旋轉(zhuǎn)電弧、以及導(dǎo)電桿整體繞焊炬中心公轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)電弧等。

紅外攝像系統(tǒng)包括紅外攝像機(jī)11及紅外濾光系統(tǒng)12，紅外濾光系統(tǒng)12與紅外攝像機(jī)11同軸相連，并安裝在紅外攝像機(jī)11的正前方。紅外攝像機(jī)11可以為電荷耦合器件（CCD）式或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）式，并且優(yōu)選CMOS式，將紅外攝像機(jī)11固定在焊炬的正前方或正后方，使紅外攝像機(jī)11與待焊坡口9底面成20~60°的夾角，便于紅外攝像機(jī)11攝取到待焊坡口9的焊接區(qū)域圖像。選用變焦范圍為18~45毫米、光圈為5.6~32的數(shù)字式紅外攝像機(jī)11，在外觸發(fā)方式下獲取焊接區(qū)域圖像。紅外濾光系統(tǒng)12包括有窄帶濾光片、中性減光片、防護(hù)鏡，其中窄帶濾光片中心波長(zhǎng)為700~1100納米，中性減光片透過(guò)率為1~50%；防護(hù)鏡用于防焊接飛濺，窄帶濾光片用于濾除弧光、煙塵、飛濺等光輻射干擾，中性減光片可調(diào)節(jié)來(lái)自于電弧和熔池輻射光強(qiáng)，以便能采集到清晰的焊接紅外圖像。

計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)15主要包含依次連接的圖像采集卡15-1、焊絲位置信息提取模塊15-2和焊縫偏差值求取模塊15-3，此外還配套有顯示器、存儲(chǔ)器等普通計(jì)算機(jī)應(yīng)有的硬件設(shè)備。圖像采集卡15-1置于整個(gè)計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)15的卡槽內(nèi)并通過(guò)視頻線(xiàn)與紅外攝像機(jī)11相連。安裝在電機(jī)驅(qū)動(dòng)及饋電機(jī)構(gòu)4中的光電（或電磁）檢測(cè)裝置通過(guò)信號(hào)電纜分別與圖像采集卡15-1和紅外攝像機(jī)11相連，并同時(shí)向二者輸出電弧1（在與焊接速度V_w垂直方向上）至坡口9左側(cè)壁或右側(cè)壁距離最近位置信號(hào)P_L或P_R。

紅外攝像機(jī)11根據(jù)電弧位置信號(hào)P_L或P_R以外觸發(fā)方式攝取焊接區(qū)域圖像，并將該焊接圖像信號(hào)經(jīng)圖像采集卡15-1送入計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)15中，經(jīng)過(guò)圖像處理（具體圖像處理方法詳見(jiàn)下文）后，根據(jù)焊絲相對(duì)于坡口左右側(cè)壁位置信息來(lái)提取焊縫偏差值輸出，供監(jiān)控顯示和后續(xù)焊炬位置調(diào)節(jié)使用。與2014年12月以前的電弧中心檢測(cè)法相比，該發(fā)明可有效地避免電弧形態(tài)不對(duì)稱(chēng)對(duì)焊縫偏差檢測(cè)精度的影響。此外，若將圖1中的搖動(dòng)和旋轉(zhuǎn)電弧焊炬改換成其他形式的擺動(dòng)電弧或旋轉(zhuǎn)電弧焊炬，那么焊縫偏差傳感檢測(cè)方法及裝置同樣適用。

在搖動(dòng)（或旋轉(zhuǎn)）電弧脈沖焊接時(shí)，將焊接電源14一端的連接電纜線(xiàn)穿過(guò)霍爾型電流傳感器13的檢測(cè)環(huán)或串接分流器式電流傳感器13后再與工件7相接，并通過(guò)電流傳感器13以非接觸或接觸方式檢測(cè)電弧電流，電弧電流傳感器（13）檢測(cè)脈沖焊接電弧基值電流信號(hào)i_b，電流傳感器13輸出的脈沖基值電流信號(hào)i_b與電弧位置信號(hào)P_L或P_R相遇后，共同作用在紅外攝像機(jī)11的觸發(fā)信號(hào)輸入端，以便在電弧位置信號(hào)P_L或P_R有效期間，一旦電流傳感器13檢測(cè)到脈沖電弧1第一個(gè)基值期電流信號(hào)來(lái)臨，即刻觸發(fā)紅外攝像機(jī)11，采集此刻受電弧弧光干擾最小的焊接區(qū)域圖像，實(shí)現(xiàn)與脈沖電弧基值電流i_b同步的焊接圖像采集，以提高脈沖電弧焊接時(shí)焊縫偏差檢測(cè)精度。

在采用往復(fù)式圓弧形搖動(dòng)電弧進(jìn)行窄間隙焊接時(shí)，電弧搖動(dòng)參數(shù)包括搖動(dòng)頻率、搖動(dòng)幅值（即搖動(dòng)角度）、搖動(dòng)半徑、以及電弧1在坡口9左右側(cè)壁最近位置點(diǎn)A_1i和A2i處的停留時(shí)間等。如圖2、3和4所示，在i時(shí)刻，電弧1圍繞焊炬中心O3i、以搖動(dòng)半徑r（r=O_3iA_1i=O_3iA_2i）和搖動(dòng)角度α作關(guān)于搖動(dòng)軌跡中點(diǎn)O2i對(duì)稱(chēng)的圓弧形軌跡搖動(dòng)，并往往在離坡口9左側(cè)壁L、右側(cè)璧R的最近點(diǎn)A1i、A2i處作一定時(shí)間（一般為數(shù)十至數(shù)百毫秒）停留，其搖動(dòng)頻率一般在數(shù)赫茲以?xún)?nèi)。當(dāng)A_1iF_i=A_2iE_i時(shí)，如圖2所示，電弧1圓弧形搖動(dòng)軌跡A_1iO_2iA_2i的弦長(zhǎng)中點(diǎn)O1i剛好處于坡口中線(xiàn)O4O5上，此時(shí)處于焊縫無(wú)偏差（即焊炬對(duì)中）狀態(tài)；當(dāng)A_1iF_i＞A_2iE_i時(shí)，如圖3所示，電弧1圓弧形搖動(dòng)軌跡A_1iO_2iA_2i的弦長(zhǎng)中點(diǎn)O1i偏向坡口右側(cè)R，此時(shí)為焊縫左偏（或焊炬右偏）狀態(tài)；當(dāng)A_1iF_i＜A_2iE_i時(shí)，如圖4所示，電弧1圓弧形搖動(dòng)軌跡A_1iO_2iA_2i的弦長(zhǎng)中點(diǎn)O1i偏向坡口左側(cè)L，此時(shí)為焊縫右偏（或焊炬左偏）狀態(tài)。

在采用旋轉(zhuǎn)電弧或單向雙半圓周形搖動(dòng)電弧進(jìn)行窄間隙焊接時(shí)，如圖5、6和7所示，在i時(shí)刻，電弧1圍繞焊炬中心O3i、以旋轉(zhuǎn)半徑或搖動(dòng)半徑r（r=O_3iA_1i=O_3iA_2i）作單向圓周運(yùn)動(dòng)或單向雙半圓周形搖動(dòng)，其電弧旋轉(zhuǎn)頻率一般為數(shù)赫茲至100Hz左右；在作單向雙半圓周形搖動(dòng)時(shí)，與圖2至圖4所示往復(fù)式圓弧形搖動(dòng)電弧焊接情形類(lèi)似，一般也需要在離坡口左、右側(cè)壁最近點(diǎn)A_1i、A_2i處作一定時(shí)間停留。當(dāng)A_1iF_i=A_2iE_i時(shí)，如圖5所示，電弧1運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心點(diǎn)O3i剛好處于坡口中線(xiàn)O4O5上，此時(shí)處于焊縫無(wú)偏差（即焊炬對(duì)中）狀態(tài)；當(dāng)A_1iF_i＞A_2iE_i時(shí)，如圖6所示，電弧1運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心點(diǎn)O3i偏向坡口右側(cè)R，此時(shí)為焊縫左偏（或焊炬右偏）狀態(tài)；當(dāng)A_1iF_i＜A_2iE_i時(shí)，如圖7所示，電弧1運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心點(diǎn)O3i偏向坡口左側(cè)L，此時(shí)為焊縫右偏（或焊炬左偏）狀態(tài)。

參見(jiàn)圖1至圖9，下面以搖動(dòng)或旋轉(zhuǎn)電弧窄間隙焊接應(yīng)用為例，說(shuō)明該發(fā)明窄間隙焊縫偏差的紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)方法的具體實(shí)施步驟（其他形式運(yùn)動(dòng)電弧的窄間隙焊縫偏差檢測(cè)方法與此類(lèi)似）：

①采集焊接區(qū)域圖像。焊接電弧引燃后，窄間隙焊炬拖動(dòng)機(jī)構(gòu)（圖中未示出）帶動(dòng)窄間隙焊炬整體與紅外攝像系統(tǒng)一起，以焊接速度V_w向坡口9前方移動(dòng)；同時(shí)，根據(jù)電機(jī)驅(qū)動(dòng)及饋電機(jī)構(gòu)4發(fā)出的電弧1運(yùn)動(dòng)至坡口9左側(cè)壁（或右側(cè)壁）最近位置信號(hào)（P_L或P_R），觸發(fā)紅外攝像機(jī)11采集此刻焊接區(qū)域圖像，并經(jīng)圖像采集卡15-1送入計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)15。

②提取焊絲在坡口右側(cè)時(shí)的位置信息。參見(jiàn)圖8，當(dāng)電弧1運(yùn)動(dòng)至離坡口9右側(cè)壁最近處（P_R信號(hào)有效）時(shí)，焊絲位置信息提取模塊15-2接收到來(lái)自圖像采集卡15-1的焊接圖像信息后，對(duì)該圖像進(jìn)行處理。圖像處理時(shí)，根據(jù)坡口左邊緣線(xiàn)21的橫向位置變化調(diào)整坡口左側(cè)圖像截取窗口17定位點(diǎn)B_1i的橫坐標(biāo)值，截取不受電弧干擾的坡口左側(cè)圖像，提取坡口左邊緣21后，再求取坡口左邊緣21至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_2i；通過(guò)焊絲右側(cè)圖像截取窗口18截取焊絲右位置圖像后，再在檢測(cè)線(xiàn)23上提取焊絲5中心至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_1i；然后，計(jì)算焊絲右位置檢測(cè)點(diǎn)至坡口左邊緣21當(dāng)前距離X_1i=（L_1i－L_2i），并將該X_1i值送至焊縫偏差值求取模塊15-3中。

③提取焊絲在坡口左側(cè)時(shí)的位置信息。參見(jiàn)圖9，當(dāng)電弧1運(yùn)動(dòng)至離坡口9左側(cè)壁最近處（P_L信號(hào)有效）時(shí)，焊絲位置信息提取模塊15-2接收到來(lái)自圖像采集卡15-1的焊接圖像信息后，對(duì)該圖像進(jìn)行處理。圖像處理時(shí)，根據(jù)坡口右邊緣線(xiàn)22的橫向位置變化調(diào)整坡口右側(cè)圖像截取窗口20定位點(diǎn)B_2i的橫坐標(biāo)值，截取不受電弧干擾的坡口右側(cè)圖像，提取坡口右邊緣22后，再求取坡口右邊緣22至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_3i；通過(guò)焊絲左側(cè)圖像截取窗口19截取焊絲左位置圖像后，再在檢測(cè)線(xiàn)24上提取焊絲5中心至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_4i；然后，計(jì)算焊絲左位置檢測(cè)點(diǎn)至坡口右邊緣22當(dāng)前距離X_2i=（L_3i－L_4i），并將該X_2i值送至焊縫偏差值求取模塊15-3中。

④求取焊縫偏差信息。焊縫偏差值求取模塊15-3接收到焊絲位置信息提取模塊15-2相鄰兩次提取的焊絲位置信息X_1i與X_2i后，按式ΔX_i=（X_1i－X_2i）/2計(jì)算焊縫偏差的當(dāng)前檢測(cè)值ΔX_i，然后以最近n（n≥1）次焊縫偏差檢測(cè)值（即ΔX_i-（n-1）、ΔX_i-（n-2）、…、ΔX_i-1、ΔX_i）的中值或平均值，作為焊縫偏差的當(dāng)前采樣值ΔX_si，并將該采樣值ΔX_si輸出至窄間隙焊炬拖動(dòng)機(jī)構(gòu)中的焊炬位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)以調(diào)節(jié)焊炬位置；若ΔX_si=0則焊縫無(wú)偏差（對(duì)應(yīng)于圖2和圖5所示情形），若ΔX_si＞0則焊絲5偏向坡口右側(cè)（即表示焊縫相對(duì)于焊炬左偏，對(duì)應(yīng)于圖3和圖6所示情形）），若ΔX_si＜0則焊絲5偏向坡口左側(cè)（即表示焊縫相對(duì)于焊炬右偏，對(duì)應(yīng)于圖4和圖7所示情形））；重復(fù)上述步驟①至步驟④，直至焊接過(guò)程結(jié)束。

在所述焊縫偏差傳感檢測(cè)方法中，步驟②和步驟③順序可以顛倒使用，并且在所述步驟②和步驟③中可以先提取焊絲5中心至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_1i或L_4i，然后再求取坡口邊緣21或22至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_2i或L_3i。并且，當(dāng)電弧1再次運(yùn)動(dòng)至離坡口右側(cè)壁最近處時(shí)，焊絲位置信息提取模塊15-2按照步驟②所述類(lèi)似方法，在提取坡口左邊緣21至全局圖像左邊界的下次距離L_{2（i 1）}、以及焊絲右位置檢測(cè)點(diǎn)至全局圖像左邊界的下次距離L_{1（i 1）}后，計(jì)算出焊絲右位置檢測(cè)點(diǎn)至坡口左邊緣21的下次距離X_{1（i 1）}=（L_{1（i 1）}－L_{2（i 1）}），并將該X_{1（i 1）}值送入焊縫偏差值求取模塊15-3后，在焊縫偏差值求取模塊15-3中按式ΔX_{（i 1）}=（X_{1（i 1）}－X_2i）/2求得焊縫偏差的下次檢測(cè)值ΔX_{（i 1）}；依此類(lèi)推，從而實(shí)現(xiàn)在一個(gè)電弧運(yùn)動(dòng)（搖動(dòng)或旋轉(zhuǎn)）周期內(nèi)對(duì)焊縫偏差的兩次檢測(cè)。

在所述焊縫偏差傳感檢測(cè)方法的步驟②和步驟③中，坡口左側(cè)圖像截取窗口17或坡口右側(cè)圖像截取窗口20可以設(shè)置在遠(yuǎn)離電弧1的坡口側(cè)，也可設(shè)置在離電弧1較近的坡口側(cè)，但優(yōu)選設(shè)置在遠(yuǎn)離電弧1的坡口側(cè)，參見(jiàn)圖8和圖9。在確定焊絲右側(cè)圖像截取窗口18或焊絲左側(cè)圖像截取窗口19位置時(shí)，對(duì)全局（即整體）焊接圖像依次進(jìn)行中值濾波、對(duì)比度拉伸、全局固定閾值分割、電弧輪廓形態(tài)學(xué)腐蝕處理后，提取電弧區(qū)域最高點(diǎn)C₁或C₂位置坐標(biāo)為（X_C1i，Y_C1i）或（X_C2i，Y_C2i），并根據(jù)電弧區(qū)域最高點(diǎn)C₁或C₂的縱坐標(biāo)值，確定焊絲圖像截取窗口18或19的定位點(diǎn)D_1i或D_2i的縱坐標(biāo)值為（Y_C1i ΔY）或（Y_C2i ΔY），其中ΔY為附加調(diào)節(jié)量，同時(shí)調(diào)整焊絲圖像截取窗口18或19定位點(diǎn)D_1i或D_2i的橫坐標(biāo)值（具體算法詳見(jiàn)下文）。

焊絲位置檢測(cè)線(xiàn)23或24縱坐標(biāo)位于焊絲圖像截取窗口18或19內(nèi)，并處于焊絲圖像截取窗口18或19高度的一半及以上位置處。并且，在坡口左邊緣線(xiàn)21上的L_2i和L_{2（i 1）}檢測(cè)點(diǎn)縱坐標(biāo)值與在坡口右邊緣線(xiàn)22上的L_3i檢測(cè)點(diǎn)縱坐標(biāo)值相同，在右位置焊絲軸心線(xiàn)上的L_1i和L_{1（i 1）}檢測(cè)點(diǎn)縱坐標(biāo)值與在左位置焊絲軸心線(xiàn)上的L_4i檢測(cè)點(diǎn)縱坐標(biāo)值相同；如果為了保持與該次同類(lèi)檢測(cè)點(diǎn)縱坐標(biāo)值相同，而出現(xiàn)下次檢測(cè)點(diǎn)（如L_{1（i 1）}和L_{2（i 1）}檢測(cè)點(diǎn)）縱坐標(biāo)位置超出其所在圖像截取窗口范圍，那么在下次焊縫偏差檢測(cè)時(shí)就調(diào)整為一個(gè)電弧運(yùn)動(dòng)（搖動(dòng)或旋轉(zhuǎn)）周期檢測(cè)一次，然后可再恢復(fù)至一個(gè)電弧運(yùn)動(dòng)周期對(duì)焊縫偏差的兩次檢測(cè)。另外，焊絲位置檢測(cè)點(diǎn)至全局圖像左邊界距離L_1i、L_4i或L_{1（i 1）}的最終檢測(cè)值，為焊絲左側(cè)圖像截取窗口18或焊絲右側(cè)圖像截取窗口19內(nèi)、焊絲7軸心線(xiàn)上m（m≥1）個(gè)不同位置檢測(cè)值的中值或平均值；坡口邊緣線(xiàn)至全局圖像左邊界距離L_2i、L_3i或L_{2（i 1）}的最終檢測(cè)值，為坡口左側(cè)圖像截取窗口17或坡口右側(cè)圖像截取窗口20內(nèi)、坡口邊緣線(xiàn)21或22上k（k≥1）個(gè)不同位置檢測(cè)值的中值或平均值。

由于在一個(gè)電弧運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)，可完整地獲取兩幅焊接圖像，因此通過(guò)對(duì)相鄰兩幅焊接圖像的檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)在一個(gè)電弧運(yùn)動(dòng)（搖動(dòng)或旋轉(zhuǎn)）周期內(nèi)對(duì)焊縫偏差的兩次檢測(cè)（不含初始檢測(cè)），以提高焊縫偏差檢測(cè)的實(shí)時(shí)性。另外，通過(guò)所述小窗口截取遠(yuǎn)離電弧側(cè)的坡口邊緣區(qū)域圖像進(jìn)行處理，可有效避免運(yùn)動(dòng)電弧干擾，提高了焊縫偏差的傳感檢測(cè)精度。

圖像處理是焊縫偏差檢測(cè)的關(guān)鍵，圖像處理檢測(cè)焊縫偏差的流程如圖10所示，包括以下四大步驟：

A）對(duì)整幅焊接區(qū)域紅外圖像進(jìn)行全局圖像處理，并確定圖像截取窗口位置。具體又包括：①圖像濾波處理：針對(duì)數(shù)字式紅外攝像機(jī)11采集到的實(shí)時(shí)焊接圖像，采用中值法對(duì)整體圖像進(jìn)行平滑濾波，以減低焊接過(guò)程中弧光、飛濺、煙塵、外部環(huán)境干擾引起的圖像噪聲；②圖像對(duì)比度拉伸：通過(guò)圖像灰度值分析，對(duì)輸入圖像灰度進(jìn)行分段線(xiàn)性變換，以壓縮背景區(qū)域灰度，提升熔池和電弧部分像素灰度值，增大坡口側(cè)壁與熔池圖像邊界處、以及焊絲與熔池圖像邊界處對(duì)比度，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像對(duì)比度的拉伸處理，為后續(xù)閾值分割創(chuàng)造條件；③全局圖像閾值分割：對(duì)全局圖像進(jìn)行固定閾值分割，即將包含不同灰度級(jí)的圖像變?yōu)橐环祱D像，以簡(jiǎn)化圖像層次，突出電弧區(qū)域輪廓；④提取電弧區(qū)域最高點(diǎn)位置：對(duì)電弧輪廓進(jìn)行形態(tài)學(xué)腐蝕處理，以消除焊絲端部反光區(qū)域的影響，提取出電弧形態(tài)輪廓，并求出電弧區(qū)域最高點(diǎn)C₁或C₂位置坐標(biāo)值為（X_C1i，Y_C1i）或（X_C2i，Y_C2i）；⑤自適應(yīng)修正圖像截取窗口位置：根據(jù)電弧區(qū)域最高點(diǎn)C₁或C₂的縱坐標(biāo)值，確定焊絲圖像截取窗口18或19的定位點(diǎn)D_1i或D_2i的縱坐標(biāo)值為（Y_C1i ΔY）或（Y_C2i ΔY），其中ΔY為附加調(diào)節(jié)量；同時(shí)，根據(jù)電弧最高點(diǎn)C₁或C₂橫坐標(biāo)位置的變化，可對(duì)焊絲圖像截取窗口18或19定位點(diǎn)D_1i或D_2i的橫坐標(biāo)值X_d1i或X_d2i作適應(yīng)性修正（具體算法見(jiàn)下文）；根據(jù)坡口邊緣線(xiàn)21或22橫向位置的變化，對(duì)坡口邊緣圖像截取窗口17或20定位點(diǎn)B_1i或B_2i的橫坐標(biāo)值X_b1i或X_b2i作適應(yīng)性修正（具體算法見(jiàn)下文），以提高所述紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)方法的環(huán)境適應(yīng)性和工作可靠性。

B）對(duì)小窗口坡口圖像進(jìn)行處理，提取窄間隙坡口邊緣位置信息。具體又包括：①判斷電弧1至坡口9側(cè)壁最近點(diǎn)位置：利用輸入到計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)15中的電弧運(yùn)動(dòng)至坡口左或右側(cè)壁位置信號(hào)P_L或P_R，也可根據(jù)電弧區(qū)域最高點(diǎn)C₁或C₂的橫坐標(biāo)值XC1i或XC2i，辨識(shí)并確認(rèn)此時(shí)電弧運(yùn)動(dòng)至離坡口左側(cè)壁最近還是離坡口右側(cè)壁最近；②坡口圖像截?。横槍?duì)在上述步驟A）中經(jīng)過(guò)中值濾波和對(duì)比度拉伸處理過(guò)的全局焊接圖像，采用小窗口17或20截取遠(yuǎn)離電弧側(cè)的坡口左側(cè)壁邊緣21或右側(cè)壁邊緣22區(qū)域圖像，以減少計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)15的圖像處理工作量，同時(shí)避免運(yùn)動(dòng)電弧對(duì)坡口圖像檢測(cè)的干擾；③全窗口圖像自適應(yīng)閾值分割：對(duì)所截取的全窗口坡口圖像進(jìn)行灰度分析，自動(dòng)尋找熔池圖像與背景圖像灰度分布的峰谷點(diǎn)并定位閾值點(diǎn)后，對(duì)全窗口坡口圖像進(jìn)行大津法自適應(yīng)閾值分割，即對(duì)圖像進(jìn)行黑白化處理，以突出坡口邊緣；④坡口邊緣提?。翰捎肅anny邊緣算子對(duì)經(jīng)過(guò)自適應(yīng)閾值分割處理后的窗口圖像進(jìn)行平滑和濾波處理濾除噪聲后，檢測(cè)熔池與背景圖像灰度發(fā)生變化的位置，在小窗口內(nèi)提取出熔池與坡口側(cè)壁之間的邊緣線(xiàn)21或22；⑤提取坡口邊緣至全局圖像左邊界距離：求取坡口左邊緣21至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_2i或_{L2（i 1）}，或者坡口右邊緣22至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_3i。

C）對(duì)小窗口焊絲圖像進(jìn)行處理，提取焊絲位置信息。具體又包括：①焊絲圖像截?。横槍?duì)在上述步驟A）中經(jīng)過(guò)中值濾波和對(duì)比度拉伸處理過(guò)的全局焊接圖像，采用小窗口18或19截取焊絲圖像；②焊絲圖像局部自適應(yīng)閾值分割：針對(duì)焊絲圖像上下部位灰度值變化大的特點(diǎn)，采用局部自適應(yīng)閾值分割法，在對(duì)所截取圖像每個(gè)像素的鄰域灰度分析的基礎(chǔ)上，依次對(duì)不同鄰域中的局部圖像進(jìn)行二值化處理，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)全窗口圖像的黑白化處理，以增強(qiáng)焊絲局部圖像特征；③焊絲輪廓圖像形態(tài)學(xué)腐蝕：采用形態(tài)學(xué)腐蝕方法，對(duì)局部閾值分割后的焊絲輪廓圖像進(jìn)行處理，以去除圖像噪聲，突出焊絲輪廓；④焊絲骨架提?。横槍?duì)經(jīng)過(guò)形態(tài)學(xué)腐蝕處理后的焊絲輪廓圖像，采用Canny邊緣算子在小窗口內(nèi)提取出焊絲骨架邊緣線(xiàn)。⑤提取焊絲中心至全局圖像左邊界距離：根據(jù)焊絲骨架提取出焊絲軸心線(xiàn)，并在在檢測(cè)線(xiàn)23上提取焊絲5中心至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_1i或L_{1（i 1）}，或者在檢測(cè)線(xiàn)24上提取焊絲5中心至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_4i。

D）求取焊縫偏差信息。按式X_1i=（L_1i－L_2i）或X_{1（i 1）}=（L_{1（i 1）}－L_{2（i 1）}）計(jì)算焊絲右位置檢測(cè)點(diǎn)至坡口左邊緣21的當(dāng)前距離X1i或下次距離X1（i 1），并按式X_2i=（L_3i－L_4i）計(jì)算焊絲左位置檢測(cè)點(diǎn)至坡口右邊緣22的當(dāng)前距離X_2i；然后，按式ΔX_i=（X_1i－X_2i）/2或ΔX_{（i 1）}=（X_{1（i 1）}－X_2i）/2計(jì)算焊縫偏差的當(dāng)前檢測(cè)值ΔX_i或下次檢測(cè)值ΔX_{1（i 1）}，再以最近n次焊縫偏差檢測(cè)值的中值或平均值，作為焊縫偏差的當(dāng)前采樣值ΔX_si或下次采樣值ΔX_{s（i 1）}輸出。

在圖10所示的焊縫偏差檢測(cè)流程中，如將所述步驟B）和步驟C）順序顛倒，并不影響檢測(cè)結(jié)果。并且，對(duì)圖像截取小窗口位置橫坐標(biāo)值進(jìn)行自適應(yīng)修正的具體算法為：

1）焊絲圖像截取窗口定位點(diǎn)D_1i或D_2i的橫坐標(biāo)自適應(yīng)修正算法：焊絲圖像截取窗口18或19定位點(diǎn)D_1i或D_2i的橫坐標(biāo)值X_d1i或X_d2i，等于其前次設(shè)定值X_d1（i-1）或X_d2（i-1）與電弧最高點(diǎn)C₁或C₂橫坐標(biāo)位置最近兩次檢測(cè)值的變化量（X_C1i－X_C1（i-1））或（X_C2i－X_C2（i-1））之和，即X_d1i=X_d1（i-1） （_{XC1i－XC1（i-1）}），或X_d2i=X_d2（i-1） （X_C2i－X_C2（i-1））。

2）坡口邊緣圖像截取窗口定位點(diǎn)B_1i或B_2i的橫坐標(biāo)自適應(yīng)修正算法：坡口邊緣圖像截取窗口17或20定位點(diǎn)B_1i或B_2i的橫坐標(biāo)值X_b1i或X_b2i，等于其前次設(shè)定值X_b1（i-1）或X_b2（i-1）與坡口邊緣線(xiàn)21或22位置最近兩次檢測(cè)值的變化量（L_2（i-1）－L_2（i-2））或（L_3（i-1）－L_3（i-2））之和，即Xb_1i=X_b1（i-1） （L_2（i-1）－L_2（i-2）），或X_b2i=X_b2（i-1） （L_3（i-1）－L_3（i-2））。

窄間隙焊縫偏差的紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)方法及裝置實(shí)施例

• 實(shí)施例1

以搖動(dòng)電弧直流焊接為例

圖11為直流焊時(shí)焊絲軸心位置信息提取效果實(shí)例圖。試驗(yàn)條件包括：數(shù)字式CMOS紅外攝像機(jī)11工作于外觸發(fā)方式，其攝像角度為25°、光圈16、曝光時(shí)間2毫秒；窄帶濾光片中心波長(zhǎng)970納米、帶寬25納米，中性減光片透過(guò)率10%；平位置直流施焊，電弧電流為280安，電弧電壓為29伏，焊接速度V_w=20.3厘米/分鐘，焊絲干伸長(zhǎng)18毫米，焊絲直徑1.2毫米，焊接保護(hù)氣體Ar 20%CO2的流量為30升/分鐘，Ⅰ型低碳鋼焊接坡口間隙為13毫米；在圖11所對(duì)應(yīng)時(shí)刻焊炬左偏（或焊縫右偏）0.5毫米；電弧搖動(dòng)頻率為2.5赫茲、搖動(dòng)半徑r=6.5毫米、搖動(dòng)角度α=70°，電弧在坡口兩側(cè)壁A_1i和A_2i處停留時(shí)間各為100毫秒。

圖11（a）和（b）圖分別為計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)15獲取的電弧1搖動(dòng)至坡口左側(cè)壁和右側(cè)壁處開(kāi)始停留瞬間的全局焊接圖像，可見(jiàn)焊絲和電弧距離坡口左側(cè)壁較近，說(shuō)明焊炬左偏，也即焊縫相對(duì)于焊炬出現(xiàn)右偏狀態(tài)（相應(yīng)于圖4所示情形）；針對(duì)電弧在坡口左右側(cè)壁停留時(shí)的全局焊接圖像，經(jīng)過(guò)固定閾值分割（閾值點(diǎn)灰度值為240）和形態(tài)學(xué)腐蝕后，獲得的電弧形態(tài)圖像如圖11（c）和（d）所示；針對(duì)經(jīng)過(guò)中值濾波和對(duì)比度拉伸處理后的全局焊接圖像，在圖11（a）和（b）中焊絲處白線(xiàn)框所示位置（其位置由電弧區(qū)域最高點(diǎn)C₁或C₂位置自適應(yīng)確定，其中縱坐標(biāo)值附加調(diào)節(jié)量ΔY=10個(gè)像素，以有效地避開(kāi)電弧干擾）處，采用焊絲左側(cè)圖像截取窗口19和焊絲右側(cè)圖像截取窗口18截取得到的焊絲區(qū)域小窗口圖像如圖11（e）和（f）所示；對(duì)截取的焊絲區(qū)域小窗口圖像進(jìn)行局部自適應(yīng)閾值分割處理后，獲得的焊絲區(qū)域圖像如圖11（g）和（h）所示，其中白色的規(guī)則區(qū)域表示焊絲輪廓；對(duì)經(jīng)過(guò)局部閾值分割處理后的焊絲輪廓圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)腐蝕，獲得的焊絲輪廓圖像如圖11（j）和（k）所示，可見(jiàn)由于受電弧弧光干擾的影響，所提取的焊絲輪廓呈現(xiàn)上粗下細(xì)狀態(tài)；采用Canny邊緣算子提取的焊絲輪廓邊緣（即焊絲骨架）圖像，如圖11（m）和（n）中的白線(xiàn)所示；針對(duì)邊緣提取后獲得的焊絲輪廓求取幾何中心，獲得的焊絲軸心線(xiàn)位置圖像如圖11（u）和（v）所示。

圖12為與圖11所示情形相對(duì)應(yīng)的坡口邊緣信息提取效果實(shí)例圖。針對(duì)經(jīng)過(guò)中值濾波和對(duì)比度拉伸處理后的全局焊接圖像，在圖11（a）和（b）圖中坡口邊緣處白線(xiàn)框所示位置處，采用坡口右側(cè)圖像截取窗口20和坡口左側(cè)圖像截取窗口17截取得到的坡口邊緣區(qū)域小窗口圖像如圖12（a）和（b）圖所示；對(duì)截取的小窗口圖像采用大津法進(jìn)行全窗口自適應(yīng)閾值分割處理后，獲得的坡口邊緣區(qū)域圖像如圖12（c）和（d）圖所示，其中白色區(qū)域表示熔池區(qū)域；采用Canny邊緣算子提取的坡口邊緣圖像，如圖12（e）和（f）圖中的白線(xiàn)所示。

最后，根據(jù)圖8和圖9所示的焊縫偏差檢測(cè)原理及算法，在焊絲圖像截取窗口18或19高度一半以上位置內(nèi)，以焊絲5軸心線(xiàn)（參見(jiàn)圖11（u）和（v））上相鄰間隔為4個(gè)像素點(diǎn)的5個(gè)（即m=5）不同位置檢測(cè)值的中值，作為焊絲中心至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_1i或L_4i；并且，在坡口邊緣圖像截取窗口17或20高度一半位置處，以坡口邊緣線(xiàn)（參見(jiàn)圖12（e）和（f））上相鄰間隔為10個(gè)像素點(diǎn)的3個(gè)（即k=3）不同位置檢測(cè)值的中值，作為坡口邊緣21或22至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_2i或L_3i。求得焊縫偏差的當(dāng)前檢測(cè)值ΔX_i后，再以最近5次（即n=5）焊縫偏差檢測(cè)值的平均值作為焊縫偏差當(dāng)前采樣值ΔX_si，求得ΔX_si=0.41毫米（絕對(duì)檢測(cè)誤差＜0.1毫米），同時(shí)ΔX_si>0表示焊縫右偏（或焊炬左偏）。

另外，在同樣的直流電弧焊接試驗(yàn)條件下，對(duì)于焊縫實(shí)際偏差在±1.0毫米范圍內(nèi)連續(xù)變化的情形，焊縫偏差采樣值ΔX_si的絕對(duì)誤差均＜±0.15毫米，從而進(jìn)一步說(shuō)明了所提出的焊縫偏差紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)方法的有效性。

• 實(shí)施例2

以搖動(dòng)電弧脈沖焊接為例

圖13為脈沖焊時(shí)焊絲軸心位置信息提取效果實(shí)例圖，試驗(yàn)條件包括：中性減光片透過(guò)率為30%，數(shù)字式紅外CMOS攝像機(jī)工作于外觸發(fā)方式，采用脈沖MAG電弧焊接，平均焊接電流為280安，平均電弧電壓為29伏，焊炬右偏（或焊縫左偏）0.6毫米，其余試驗(yàn)條件與圖11所涉及條件相同。

當(dāng)電弧搖動(dòng)至離坡口側(cè)壁較近時(shí)，電弧在坡口左側(cè)壁處停留信號(hào)PL或在坡口右側(cè)壁處停留信號(hào)P_R有效，此時(shí)一旦電弧電流傳感器13檢測(cè)到脈沖電弧1的第一個(gè)基值期電流信號(hào)i_b來(lái)臨，即刻觸發(fā)紅外攝像機(jī)11，采集此刻受電弧弧光干擾最小的焊接區(qū)域圖像。相應(yīng)地，計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)15獲取的電弧搖動(dòng)至坡口左側(cè)壁和右側(cè)壁時(shí)的脈沖焊接全局圖像如圖13（a）和（b）圖所示，可見(jiàn)焊絲和電弧距離坡口右側(cè)壁較近，說(shuō)明焊炬右偏（或焊縫相對(duì)于焊炬左偏，相應(yīng)于圖3所示情形）；另外，脈沖基值期電弧較小（盡管采用了透過(guò)率更大的減光片），使得電弧弧光干擾減小。圖13（c）和（d）圖所示為經(jīng)過(guò)全局圖像固定閾值分割和形態(tài)學(xué)腐蝕處理后的電弧形態(tài)圖像；針對(duì)經(jīng)過(guò)中值濾波和對(duì)比度拉伸處理后的全局脈沖焊接圖像，在圖13（a）和（b）中焊絲處白線(xiàn)框所示位置（其位置根據(jù)電弧區(qū)域最高點(diǎn)C₁或C₂位置自適應(yīng)確定）處，采用焊絲圖像截取窗口19和18截取得到的焊絲區(qū)域小窗口圖像如圖13（e）和（f）所示；對(duì)截取的焊絲區(qū)域小窗口圖像進(jìn)行局部自適應(yīng)閾值分割處理后，獲得的焊絲區(qū)域圖像如圖13（g）和（h）所示，其中白色的規(guī)則區(qū)域表示焊絲輪廓；對(duì)經(jīng)過(guò)局部閾值分割處理后的焊絲輪廓圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)腐蝕，獲得的焊絲輪廓圖像如圖13（j）和（k）所示；采用Canny邊緣算子提取的焊絲輪廓邊緣（即焊絲骨架）圖像，如圖13（m）和（n）中的白線(xiàn)所示；針對(duì)邊緣提取后獲得的焊絲輪廓求取焊絲幾何中心，獲得的焊絲軸心線(xiàn)位置圖像如圖13（u）和（v）所示。

圖14為與圖13所示情形相對(duì)應(yīng)的坡口邊緣信息提取效果實(shí)例圖。針對(duì)經(jīng)過(guò)中值濾波和對(duì)比度拉伸處理后的脈沖焊接全局圖像，在圖13（a）和（b）中坡口邊緣處白線(xiàn)框所示位置處，采用坡口圖像截取窗口20和17截取得到的坡口邊緣區(qū)域小窗口圖像如圖14（a）和（b）所示；對(duì)截取的小窗口圖像采用大津法進(jìn)行全窗口自適應(yīng)閾值分割處理后，獲得的坡口邊緣區(qū)域圖像如圖14（c）和（d）所示，其中白色區(qū)域表示熔池區(qū)域；采用Canny邊緣算子提取的坡口邊緣圖像，如圖14（e）和（f）中的白線(xiàn)所示。

最后，根據(jù)圖8和圖9所示的焊縫偏差檢測(cè)原理及算法，在焊絲圖像截取窗口18或19高度一半以上位置內(nèi)，以焊絲5軸心線(xiàn)（參見(jiàn)圖13（u）和（v））上相鄰間隔為4個(gè)像素點(diǎn)的5個(gè)不同位置檢測(cè)值的中值，作為焊絲中心至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_1i或L_4i；并且，在坡口邊緣圖像截取窗口17或20高度一半位置處，以坡口邊緣線(xiàn)（參見(jiàn)圖14（e）和（f））上相鄰間隔為10個(gè)像素點(diǎn)的3個(gè)不同位置檢測(cè)值的中值，作為坡口邊緣21或22至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_2i或L_3i。求得焊縫偏差的當(dāng)前檢測(cè)值ΔX_i后，再以最近5次焊縫偏差檢測(cè)值的平均值作為焊縫偏差當(dāng)前采樣值ΔX_si，求得ΔX_si=－0.65毫米（負(fù)號(hào)表示焊縫左偏），檢測(cè)絕對(duì)誤差為0.05毫米。

另外，在同樣的脈沖電弧焊接試驗(yàn)條件下，對(duì)于焊縫實(shí)際偏差在±1毫米范圍內(nèi)連續(xù)化情形，焊縫偏差當(dāng)前采樣值ΔX_si的絕對(duì)誤差均＜±0.1毫米從而進(jìn)一步說(shuō)明了焊縫偏差脈沖基同步檢方法的有效性。

窄間隙焊縫偏差的紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)方法及裝置專(zhuān)利目的

針對(duì)2014年12月以前技術(shù)存在的焊縫偏差傳感檢測(cè)精度低、適用范圍窄、工程實(shí)用性不強(qiáng)等缺點(diǎn)，《窄間隙焊縫偏差的紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)方法及裝置》提出一種檢測(cè)精度高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、實(shí)用性好的適用于搖動(dòng)（擺動(dòng)）、旋轉(zhuǎn)電弧的窄間隙焊縫偏差的紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)方法及裝置，通過(guò)檢測(cè)電弧運(yùn)動(dòng)至坡口兩側(cè)壁處時(shí)焊絲相對(duì)于坡口左右側(cè)壁的位置變化來(lái)獲取焊縫偏差信息。

窄間隙焊縫偏差的紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)方法及裝置技術(shù)方案

《窄間隙焊縫偏差的紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)方法及裝置》提出的窄間隙焊縫偏差的紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)方法的技術(shù)方案是包括如下步驟：

1）窄間隙焊炬整體與紅外攝像系統(tǒng)一起以焊接速度向坡口前方移動(dòng)，根據(jù)電弧位置信號(hào)P_L或P_R觸發(fā)紅外攝像機(jī)采集此刻焊接區(qū)域圖像，并經(jīng)圖像采集卡送入計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)；

2）當(dāng)電弧運(yùn)動(dòng)至離坡口左、右側(cè)壁最近處時(shí)，焊絲位置信息提取模塊接收到來(lái)自圖像采集卡的焊接圖像信息，并對(duì)該圖像進(jìn)行處理，提取焊絲右位置檢測(cè)點(diǎn)至坡口左邊緣當(dāng)前距離X_1i以及焊絲左位置檢測(cè)點(diǎn)至坡口右邊緣當(dāng)前距離X_2i，并將該當(dāng)前距離送至焊縫偏差值求取模塊中；

3）焊縫偏差值求取模塊按式ΔX_i=（X_1i－X_2i）/2計(jì)算焊縫偏差的當(dāng)前檢測(cè)值ΔX_i，然后以最近n次焊縫偏差檢測(cè)值的中值或平均值作為焊縫偏差的當(dāng)前采樣值ΔX_si，n≥1；若ΔX_si=0則焊縫無(wú)偏差，若ΔX_si＞0則焊絲偏向坡口右側(cè)，若ΔX_si＜0則焊絲偏向坡口左側(cè)。

在所述步驟2）中，當(dāng)電弧運(yùn)動(dòng)至離坡口右側(cè)壁最近處（P_R信號(hào)有效）時(shí)，焊絲位置信息提取模塊根據(jù)坡口左邊緣線(xiàn)的橫向位置變化調(diào)整坡口左側(cè)圖像截取窗口定位點(diǎn)B_1i的橫坐標(biāo)值，截取不受電弧干擾的坡口左側(cè)圖像，提取坡口左邊緣后，求取坡口左邊緣至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_2i，并通過(guò)焊絲右側(cè)圖像截取窗口截取焊絲右位置圖像后再提取焊絲中心至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_1i，計(jì)算焊絲右位置檢測(cè)點(diǎn)至坡口左邊緣當(dāng)前距離X_1i=（L_1i－L_2i）；當(dāng)電弧運(yùn)動(dòng)至離坡口左側(cè)壁最近處（P_L信號(hào)有效）時(shí)，焊絲位置信息提取模塊根據(jù)坡口右邊緣線(xiàn)的橫向位置變化調(diào)整坡口右側(cè)圖像截取窗口定位點(diǎn)B_2i的橫坐標(biāo)值，截取不受電弧干擾的坡口右側(cè)圖像，提取坡口右邊緣后，求取坡口右邊緣至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_3i，并通過(guò)焊絲左側(cè)圖像截取窗口截取焊絲左位置圖像后再提取焊絲中心至全局圖像左邊界的當(dāng)前距離L_4i，計(jì)算焊絲左位置檢測(cè)點(diǎn)至坡口右邊緣當(dāng)前距離X_2i=（L_3i－L_4i）。

當(dāng)電弧再次運(yùn)動(dòng)至離坡口右側(cè)壁最近處時(shí)，先提取坡口左邊緣至全局圖像左邊界的下次距離L_{2（i 1）}及焊絲右位置檢測(cè)點(diǎn)至全局圖像左邊界的下次距離L_{1（i 1）}，再計(jì)算焊絲右位置檢測(cè)點(diǎn)至坡口左邊緣的下次距離X_{1（i 1）}=（L_{1（i 1）}－L_{2（i 1）}），計(jì)算出焊縫偏差的下次檢測(cè)值ΔX_{（i 1）}=（X_{1（i 1）}－X_2i）/2，依此類(lèi)推，實(shí)現(xiàn)在一個(gè)電弧運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)對(duì)焊縫偏差的兩次檢測(cè)。

在坡口左邊緣線(xiàn)上的L_2i和L_{2（i 1）}檢測(cè)點(diǎn)縱坐標(biāo)值與在坡口右邊緣線(xiàn)上的L_3i檢測(cè)點(diǎn)縱坐標(biāo)值相同；在右位置焊絲軸心線(xiàn)上的L_1i和L_{1（i 1）}檢測(cè)點(diǎn)縱坐標(biāo)值與在左位置焊絲軸心線(xiàn)上的L_4i檢測(cè)點(diǎn)縱坐標(biāo)值相同；焊絲位置檢測(cè)點(diǎn)至全局圖像左邊界距離L_1i、L_4i或L_{1（i 1）}的最終檢測(cè)值為焊絲圖像左、右截取窗口內(nèi)、焊絲軸心線(xiàn)上m（m≥1）個(gè)不同位置檢測(cè)值的中值或平均值；坡口左、右邊緣至全局圖像左邊界距離L_2i、L_3i或L_{2（i 1）}的最終檢測(cè)值，為坡口左、右側(cè)圖像截取窗口內(nèi)、坡口左、右邊緣線(xiàn)上k（k≥1）個(gè)不同位置檢測(cè)值的中值或平均值。

在對(duì)所述圖像進(jìn)行處理時(shí)，先通過(guò)全局焊接圖像處理提取電弧區(qū)域最高點(diǎn)坐標(biāo)值，并根據(jù)電弧區(qū)域最高點(diǎn)坐標(biāo)位置的變化調(diào)整焊絲左、右側(cè)圖像截取窗口定位點(diǎn)的坐標(biāo)值；再分別對(duì)用坡口左、右側(cè)圖像截取窗口截取的小窗口坡口圖像及用焊絲左、右側(cè)圖像截取窗口截取的小窗口焊絲圖像進(jìn)行處理；在對(duì)焊絲左、右側(cè)圖像截取窗口截取的小窗口圖像進(jìn)行處理時(shí)，先進(jìn)行局部自適應(yīng)閾值分割處理，然后通過(guò)全窗口圖像的形態(tài)學(xué)腐蝕提取焊絲輪廓后，再利用Canny邊緣檢測(cè)算法提取焊絲骨架，最后計(jì)算出焊絲軸心線(xiàn)位置。

對(duì)于搖動(dòng)或旋轉(zhuǎn)電弧脈沖焊接場(chǎng)合，當(dāng)電弧運(yùn)動(dòng)至坡口左側(cè)壁或右側(cè)壁最近處（電弧位置信號(hào)P_L或P_R信號(hào)有效）時(shí)，一旦電流傳感器檢測(cè)到脈沖電弧第一個(gè)脈沖焊接電弧基值電流信號(hào)i_b來(lái)臨，即刻觸發(fā)紅外攝像機(jī)，采集此刻受電弧弧光干擾最小的焊接區(qū)域圖像，實(shí)現(xiàn)與脈沖電弧基值電流期同步的焊接圖像采集。

窄間隙焊縫偏差的紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)方法及裝置有益效果

《窄間隙焊縫偏差的紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)方法及裝置》與2014年12月以前技術(shù)相比，其有益效果是：

與2014年12月以前的電弧中心檢測(cè)法相比，該發(fā)明根據(jù)焊絲相對(duì)于坡口左右側(cè)壁位置信息來(lái)提取焊縫偏差量，可有效地避免電弧形態(tài)不對(duì)稱(chēng)對(duì)檢測(cè)精度的影響；

與2014年12月以前的坡口單側(cè)邊緣位置檢測(cè)法相比，該發(fā)明反映的焊絲和坡口邊緣位置信息都是動(dòng)態(tài)的，無(wú)需事先建立基準(zhǔn)模板，適用于坡口間隙動(dòng)態(tài)變化場(chǎng)合；

對(duì)采集的焊接圖像進(jìn)行處理時(shí)，該發(fā)明根據(jù)電弧和坡口邊緣位置的變化，實(shí)時(shí)調(diào)整焊絲圖像和坡口邊緣圖像截取窗口的位置，提高了其環(huán)境適應(yīng)性；

根據(jù)相鄰兩幅焊接圖像檢測(cè)焊絲在焊接坡口內(nèi)的相對(duì)位置，可實(shí)現(xiàn)在一個(gè)電弧運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)對(duì)焊縫偏差的兩次檢測(cè)，提高了焊縫偏差檢測(cè)的實(shí)時(shí)性；

對(duì)于搖動(dòng)（或擺動(dòng)、旋轉(zhuǎn)）電弧脈沖焊接場(chǎng)合，該發(fā)明采用的脈沖電弧基值電流同步檢測(cè)法，可采集到電弧弧光干擾最小的焊接圖像，進(jìn)一步提高了焊縫偏差檢測(cè)精度；

《窄間隙焊縫偏差的紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)方法及裝置》既適用于電弧運(yùn)動(dòng)頻率較低的搖動(dòng)（或擺動(dòng)）電弧窄間隙焊接場(chǎng)合，又可應(yīng)用于電弧運(yùn)動(dòng)頻率較高的旋轉(zhuǎn)電弧窄間隙焊接，適用范圍寬。

《窄間隙焊縫偏差的紅外視覺(jué)傳感檢測(cè)方法及裝置》涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，特指一種對(duì)搖動(dòng)（或擺動(dòng)）或旋轉(zhuǎn)電弧窄間隙焊縫偏差進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的紅外視覺(jué)傳感方法及裝置。

本發(fā)明提供一種電池電量的檢測(cè)方法，包括采樣電池的電壓，以獲取電池的采樣電壓值；根據(jù)所述采樣電壓值獲取初始電壓值；根據(jù)電池的充放電曲線(xiàn)預(yù)設(shè)初始時(shí)間值；根據(jù)所述初始電壓值利用慣性環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)G(s)＝K/(1 Ts)計(jì)算實(shí)際電壓值后，獲取實(shí)際剩余電量，其中，T為初始時(shí)間值，K為慣性環(huán)節(jié)增益。本發(fā)明還提供一種電池電量的檢測(cè)裝置及終端。本發(fā)明的電量檢測(cè)方法、裝置及終端利用充放電曲線(xiàn)預(yù)設(shè)時(shí)間值T，并利用慣性環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)G(s)＝K/(1 Ts)計(jì)算實(shí)際電壓值后，獲取實(shí)際剩余電量，避免了電量的突變，提高了電量檢測(cè)的準(zhǔn)確性。2100433B