本文關(guān)鍵詞：微間隙焊縫磁光圖像恢復(fù)算法研究

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【摘要】：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(shì)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(kāi)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(guò)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)格控制激光束始終對(duì)正焊縫中心位置。由于在激光焊接過(guò)程中遇到的緊密對(duì)接、無(wú)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(cè)和跟蹤,因此,研究一種基于磁光成像焊縫位置檢測(cè)方法。磁光成像檢測(cè)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(chǎng)來(lái)感應(yīng)焊接工件,焊縫使檢測(cè)區(qū)域的磁場(chǎng)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(guò)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(chǎng)各種干擾因素的影響,焊接過(guò)程仍然會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài),如磁場(chǎng)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(cè)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(guò)程狀態(tài)進(jìn)行精確的實(shí)時(shí)檢測(cè)。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(chǎng)的作用下產(chǎn)生磁光圖像,通過(guò)分析焊縫磁光圖像特征獲取焊縫位置測(cè)量值。針對(duì)退化的焊縫磁光圖像進(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(cè)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(guò)程狀態(tài)進(jìn)行更精確的實(shí)時(shí)檢測(cè)。建立基于能量泛函和視覺(jué)特性的全變分(Total Variation,簡(jiǎn)稱(chēng)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模型解的整體存在性,轉(zhuǎn)化為約束最優(yōu)化問(wèn)題,建立泛函,通過(guò)泛函變分,并利用變分原理給出了該模型的Euler-Lagrange方程,對(duì)數(shù)值近似解的離散形式進(jìn)行了圖像恢復(fù)試驗(yàn),從試驗(yàn)數(shù)據(jù)上來(lái)分析用全變分圖像恢復(fù)模型能夠在降噪的同時(shí),保持良好的邊緣和紋理特征,可有效提高磁光圖像質(zhì)量。試驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)全變分圖像恢復(fù)后可以更精確地測(cè)量焊縫位置。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG441.7

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