本文關鍵詞：微間隙焊縫磁光圖像恢復算法研究

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【摘要】：隨著激光技術的發(fā)展,現代焊接技術的發(fā)展趨勢已經趨于自動化智能化,先進的焊接工藝中應用最為廣泛的當屬激光焊接。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。在焊接厚板材料時用大功率激光焊進行焊接,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)約了工作時間和投入成本。在激光焊接過程中,實現焊縫跟蹤的精確是保證激光焊接質量的重要環(huán)節(jié),必須嚴格控制激光束始終對正焊縫中心位置。由于在激光焊接過程中遇到的緊密對接、無坡口、間隙小于0.1mm的焊縫,普通方法較難實現對微間隙焊縫的自動檢測和跟蹤,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合了法拉第電磁感應和法拉第磁光效應,用激勵磁場來感應焊接工件,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角發(fā)生相應變化而產生圖像。在實際焊接過程中,盡管各種焊接控制參數保持恒定,由于受到焊接現場各種干擾因素的影響,焊接過程仍然會出現不穩(wěn)定的狀態(tài),如磁場強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象,清晰度不高,識別性較差,難以對圖像特征進行透徹的分析。因此,需根據磁光傳感器檢測焊縫環(huán)境,研究圖像恢復的算法,對磁光退化圖像進行恢復處理,從而對焊接過程狀態(tài)進行精確的實時檢測。以激光焊接低碳鋼為試驗研究對象,研究焊縫磁光圖像恢復算法。磁光傳感器在該磁場的作用下產生磁光圖像,通過分析焊縫磁光圖像特征獲取焊縫位置測量值。針對退化的焊縫磁光圖像進行恢復處理,用約束最小二乘濾波恢復和盲去卷積相結合的方法,可有效提高焊縫磁光圖像質量。對焊縫偏差的真實值和測量值以及恢復后的焊縫偏差值作比較,得出恢復后的焊縫偏差值更接近真實值的焊縫偏差值。因此用磁光傳感器采集焊縫圖像并對圖像進行恢復處理,可對焊接過程狀態(tài)進行更精確的實時檢測。建立基于能量泛函和視覺特性的全變分(Total Variation,簡稱TV)圖像恢復模型,根據整體變分原理,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,轉化為約束最優(yōu)化問題,建立泛函,通過泛函變分,并利用變分原理給出了該模型的Euler-Lagrange方程,對數值近似解的離散形式進行了圖像恢復試驗,從試驗數據上來分析用全變分圖像恢復模型能夠在降噪的同時,保持良好的邊緣和紋理特征,可有效提高磁光圖像質量。試驗結果表明,經全變分圖像恢復后可以更精確地測量焊縫位置。
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG441.7

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