铝合金交流钨极氩弧焊熔池图像传感方法

为了采用图像处理与模式识别的方法对铝合金的焊接质量进行智能控制,必须获取铝合金焊接熔池的清晰图像,然后提取焊接熔池的信息.在对铝合金焊接光谱分析的基础上,以焊接电弧光中的连续光谱作为光源,采用宽带滤波方法设计的全新的光学图像传感器,利用普通工业CCD摄像机获得了画面清晰、质量稳定的铝合金焊接熔池区域图像.针对所获得的铝合金焊接熔池图像中干扰分配的不均衡性,采用新型分区滤波图像预处理算法,得到了铝合金焊接熔池的理想特征参数.该算法具有抗干扰强、速度快的特点,对提高铝合金的焊接质量具有重要意义.     

下期发表论文摘要预报

铝合金交流钨极氩弧焊熔池图像传感方法王建军 ,　林　涛 ,　陈善本 ,　王　伟(上海交通大学材料科学与工程学院 ,上海 2 0 0 0 3 0 )摘　要 :为了采用图像处理与模式识别的方法对铝合金的焊接质量进行智能控制 ,必须获取铝合金焊接熔池的清晰图像 ,然后提取焊接熔池的信息 .在对铝合金焊接光谱分析的基础上 ,以焊接电弧光中的连续光谱作为光源 ,采用宽带滤波方法设计的全新的光学图像传感器 ,利用普通工业 CCD摄像机获得了画面清晰、质量稳定的铝合金焊接熔池区域图像 .针对所获得的铝合金焊接熔池图像中干扰分配的不均衡性 ,采用新型分…     

铝合金钨极氩弧焊熔池图像处理

对铝合金熔池图像特点进行了分析,提出了一种快速有效的熔池边缘提取算法．采用边缘保持滤波和模糊增强对铝合金熔池图像进行预处理,并采用max-min算子对边缘进行检测,采用投影法对边缘进行细化和去除伪边缘而获得清晰的熔池边缘．该算法抗干扰强、计算速度快、计算准确,能有效提取熔池的形状．     

铝合金钨极氩弧焊熔池被动视觉信息传感

采用自行设计的三光路传感器,获取了多方向上清晰的填丝脉冲铝合金熔池图像,并对斜后方图像进行了处理.针对斜后方图像特点,采用退化恢复、滤波、边缘检测、自动阈值分割、投影细化方法进行了预处理;对于预处理后的图像噪声,经过阈值滤波去除,获得间断熔池边缘图像;最后采用任意位置椭圆来拟合熔池边缘,拟合结果可以较好地反映熔池形状.     

用遗传算法的阈值选取法检测铝合金MIG焊熔池边缘

针对铝合金MIG焊熔池边缘提取问题,建立视觉传感和采集的实验系统,提出基于最大类间方差阀值的遗传算法来提取铝合金MIG焊熔池边缘.介绍系统与算法的结构,同时与基于Sobel算子、Canny算子的熔池边缘提取结果进行对比.结果表明,遗传算法阀值图像分割在熔池图像边缘提取是可行的,通过该算法提取的铝合金MIG焊接熔池边缘清晰,可以有效地克服熔池图像信号中的噪声及阴极雾化区的影响,该方法提供了一种新的焊接熔池边缘实时检测与控制的方法.     

铝合金变极性TIG焊熔池与阴极清理区视觉检测系统

基于铝合金变极性钨极惰性气体（TIG）焊接光谱分析,选择合适的滤波片和减光片,建立了在线检测铝合金变极性TIG焊熔池与阴极清理区的视觉检测系统,获得了清晰的熔池和阴极清理区图像,并且观察到了不同反极性比时熔池和阴极清洁区的变化,焊后对比结果表明,与通过视觉系统检测到的图像一致.此外,还得出了反极性比对阴极清理宽度和焊缝宽度的影响规律曲线,为优化焊接生产工艺提供了依据.     

脉冲钨极气体保护焊熔池振荡频率激光视觉测量

为检测连续焊接条件下熔池振荡频率,提出了一种激光视觉测量的熔池振荡检测方法,介绍了激光视觉测量的原理、搭建了试验平台.采集反映熔池表面振荡变化的图像,并进行了裁剪、中值滤波、顶帽变换、二值化处理;编写程序获取熔池振荡的时域信号,进一步通过快速傅里叶变换算法提取了熔池振荡频率.结果表明:该方法能够实现连续焊接条件下熔池振荡频率的检测;顶帽变换图像算法能将整幅图像背景亮度均匀化,为提取完整的激光条纹及熔池振荡频率奠定了基础.     

基于由阴影恢复形状法的焊接熔池表面高度获取

在Lee-Kuo通用反射图模型的基础上,提出了变因子反射图方程求解方法,采用超松弛方法从实际成像条件下的合成图像中计算出球面的高度.分析了焊接过程中的成像特点,得到了铝合金焊接熔池表面的反射图模型,并针对焊接熔池边缘不光滑特点,提出了实际表面光滑约束条件,计算了铝合金非熔化极气体保护焊(GTAW)熔池表面高度.结果表明,计算结果能够反映熔池的下塌趋势.     

旁路耦合电弧MIG焊熔池边缘提取算法

对一种新型高效多弧焊接方法——旁路耦合电弧MIG焊(DE-GMAW)在连续大电流焊接条件下的焊接熔池图像进行被动视觉采集和熔池边缘提取算法研究,为降低熔池周围电弧信号对边缘提取结果的影响,提出一种新的图像预处理算法,并在对比6种微分算子边缘提取结果的基础上,提出一种新的熔池边缘提取算法.结果表明:新的图像预处理算法可以...     

双旁路耦合电弧GMAW熔池图像边缘提取算法

为了研究在双旁路耦合电弧气体保护电弧焊(DB-GMAW)方法下的铝合金焊接过程,通过被动视觉检测系统对焊接过程中的熔池图像进行了采集.介绍了该焊接方法的原理和系统组成,对所得焊接熔池图像进行了Roberts、Sobel、Prewitt、LOG、Canny、ZeroCross 6种微分算子的边缘提取和结果对比.结果表明:由于旁路电弧的分流作用使得通过母材的电流大幅减小,显著降低了熔池区电弧的亮度,从而降低了熔池图像采集和处理的难度;比较6种微分算子对熔池图像边缘提取的结果,Canny算子可以得到连续性、完整性和准确性均符合控制要求的熔池边缘结果,为实现该种焊接方法的过程控制奠定了基础.     

无熔深堆焊铜熔池图像视觉检测方法研究

在分析了视觉法检测熔池的取像机理和钨极氩弧焊（TIG焊）电弧光谱的基础上,提出了近红外波段取像铜熔池的思路,并设计出基于不同取像机理的多种复合窄带滤光系统.采用普通电荷耦合（CCD）传感器从正面拍摄了铜熔池,并对不同观察窗口下的取像结果进行比较分析,找到了相对较佳、可获得较清晰的铜熔池图像的取像窗口.最后分析了TIG焊铜熔池图像的特征,并与TIG焊钢熔池图像比较后发现：在近红外波段,铜熔池比钢熔池难于获得清晰的图像.     

基于分形和数学形态学的TIG焊熔池图像分析

焊接图像中不可避免地存在烟尘和弧光等干扰造成的噪声,而传统的图像处理方法对噪声非常敏感,因此很难准确地对焊接图像进行处理.文中提出了一种基于分形和数学形态学理论的综合图像处理方法.该方法利用分形理论中的离散分数布朗随机场理论得到按分形维分布的熔池灰度图像,然后利用二值形态学中的连通域检测去除噪声并得到目标图像,进而利用形态学中的开运算和闭运算得到图像的强连通边界.试验结果表明,该方法能够快速、准确地检测熔池的边缘、高度、宽度以及面积等信息.     

外加纵向磁场惰性气体保护钨极电弧焊接熔池流动模型

在惰性气体保护钨极电弧焊接（GTAW）过程中,引入纵向磁场焊接,它是以LD10CS铝合金炙焊接材料,水冷紫铜板为阳极,实验用探针法测定外加纵向磁场GTAW焊接电弧电流密度的径向分布,。并在此基础上用磁流函数法详细推导了外加纵向磁场GTAW焊接熔池流体所有体积力的表达式,建立了外加纵向磁场作用下焊接熔池流体流动和传热过程的新模型,该模型考虑了外加纵向磁场的附加作用,使之更能接近外加纵向磁场GTAW焊接的实际,为外中纵向磁场GTAW焊接机理的研究提供了条件。     

基于小波变换的镁合金双弧焊多聚焦熔池图像融合算法

摘要： 针对镁合金双弧焊多聚焦熔池图像融合规则的选择,提出了基于窗口化小波低频系数的融合规则.该融合规则考虑了低频分量对融合后图像的贡献和图像像素间的相关性.由实验结果及客观评价数据表明,该算法能够得到较好的融合效果,增加了镁合金双弧焊多聚焦熔池图像中的清晰目标和融合熔池边缘信息.     

铝合金MIG焊熔池的脉冲耦合神经网络边缘检测

针对铝合金MIG焊熔池边缘检测问题,采用脉冲耦合神经网络检测铝合金MIG焊熔池边缘.介绍脉冲耦合神经网络算法的原理,利用MATLAB软件平台进行基于脉冲耦合神经网络的铝合金MIG焊熔池图像的边缘检测,并将结果与用Canny等算子提取的结果进行对比分析.结果表明,应用脉冲耦合神经网络算法进行熔池图像边缘检测是可行的,而且...