微間隙焊縫磁光圖像恢復(fù)算法研究.pdf

1、隨著激光技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢已經(jīng)趨于自動(dòng)化智能化，先進(jìn)的焊接工藝中應(yīng)用最為廣泛的當(dāng)屬激光焊接。大功率激光焊可用于多種金屬和非金屬的焊接，它的特點(diǎn)是可保證高能量的集中性焊接、速度較快、深寬比大和焊縫熱影響區(qū)小。在焊接厚板材料時(shí)用大功率激光焊進(jìn)行焊接，可以一次焊接成型，而且不必填充材料和開坡口，因此很大的節(jié)約了工作時(shí)間和投入成本。
　　在激光焊接過程中，實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤的精確是保證激光焊接質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，必須嚴(yán)格控制激光束始

2、終對(duì)正焊縫中心位置。由于在激光焊接過程中遇到的緊密對(duì)接、無坡口、間隙小于0.1mm的焊縫，普通方法較難實(shí)現(xiàn)對(duì)微間隙焊縫的自動(dòng)檢測和跟蹤，因此，研究一種基于磁光成像焊縫位置檢測方法。
　　磁光成像檢測的原理是結(jié)合了法拉第電磁感應(yīng)和法拉第磁光效應(yīng)，用激勵(lì)磁場來感應(yīng)焊接工件，焊縫使檢測區(qū)域的磁場分量發(fā)生變化并使偏振光的旋轉(zhuǎn)角發(fā)生相應(yīng)變化而產(chǎn)生圖像。在實(shí)際焊接過程中，盡管各種焊接控制參數(shù)保持恒定，由于受到焊接現(xiàn)場各種干擾因素的影響，焊接過

3、程仍然會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)，如磁場強(qiáng)度變化和其它各種噪聲的影響使采集到的磁光圖像存在退化現(xiàn)象，清晰度不高，識(shí)別性較差，難以對(duì)圖像特征進(jìn)行透徹的分析。因此，需根據(jù)磁光傳感器檢測焊縫環(huán)境，研究圖像恢復(fù)的算法，對(duì)磁光退化圖像進(jìn)行恢復(fù)處理，從而對(duì)焊接過程狀態(tài)進(jìn)行精確的實(shí)時(shí)檢測。
　　以激光焊接低碳鋼為試驗(yàn)研究對(duì)象，研究焊縫磁光圖像恢復(fù)算法。磁光傳感器在該磁場的作用下產(chǎn)生磁光圖像，通過分析焊縫磁光圖像特征獲取焊縫位置測量值。針對(duì)退化的焊縫磁光

4、圖像進(jìn)行恢復(fù)處理，用約束最小二乘濾波恢復(fù)和盲去卷積相結(jié)合的方法，可有效提高焊縫磁光圖像質(zhì)量。對(duì)焊縫偏差的真實(shí)值和測量值以及恢復(fù)后的焊縫偏差值作比較，得出恢復(fù)后的焊縫偏差值更接近真實(shí)值的焊縫偏差值。因此用磁光傳感器采集焊縫圖像并對(duì)圖像進(jìn)行恢復(fù)處理，可對(duì)焊接過程狀態(tài)進(jìn)行更精確的實(shí)時(shí)檢測。
　　建立基于能量泛函和視覺特性的全變分（Total Variation，簡稱TV）圖像恢復(fù)模型，根據(jù)整體變分原理，首先利用偏微分方程比較原理證明了該