面向虚拟焊接质量评估的深度学习方法及应用研究

发布时间：2024-04-23 00:26

　　焊接技术水平是衡量一个制造大国强弱的重要指标,我国对焊接工人的需求一直保持较大的趋势,特别是高技术焊工。焊接技能培训是提高焊接水平的重要途径,随着虚拟现实技术的飞速发展,焊接培训逐渐由传统实物训练模式转向虚拟模拟与实物训练相结合的新模式,虚拟焊接模拟器依靠其安全、高效、无污染等优势,在焊接培训工作中受到欢迎,并逐渐推广应用,然而在计算机虚拟环境中如何评价虚拟焊接质量并指出学员操作问题一直是一个技术难度。因此,本文深入研究了面向虚拟焊缝缺陷识别的深度学习方法,拟提高虚拟焊接培训水平。本文的主要研究成果如下:(1)针对现有虚拟焊缝模拟技术所存在的计算复杂、真实感差等问题,研究了一种基于光滑粒子流体动力学的二氧化碳焊接模拟方法,能够快速且逼真地模拟出焊缝的几何形态特征,同时基于GPU渲染技术,对焊缝材质、焊接飞溅以及烟雾效果进行细节刻画,真实呈现焊液生成、流动到凝固的焊缝成形过程。(2)以虚拟焊缝缺陷图像为研究对象,对采集到的缺陷图像进行预处理。首先对缺陷图像进行灰度转换,在保留原始图像形态特征的前提下,减少数据处理量。并采用Otsu优化分割算法对缺陷区域进行分割,相对于传统Otsu分割法,...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-2VRTEX360系统

51.3虚拟焊接训练模拟器研究现状基于虚拟现实技术的飞速发展，虚拟焊接训练模拟器逐步促进了焊接培训模式走向数字化、智能化与高效化，其独有的特色逐渐受到企业以及培训机构的青睐，国内外相关机构在虚拟焊接训练模拟器研发领域取得了一定进展，并在市场上推出了各自的产品。1.3.1国外虚拟焊....

图1-3VBR系统

6韩国多家机构也积极参与焊接系统的研制，韩国电气通信研究院基于虚拟现实技术开发了一款焊接模拟器——VBR，如图1-3所示，其采用封闭式设计，室内装有多个目标定位装置，用来对焊枪和头盔进行位置与姿态定位，用户通过佩戴头盔显示器，在高度沉浸的虚拟焊接环境下进行焊接操作，并采用人工神经....

图1-5SMIG系统及虚拟焊缝

7美国路易斯安那州立大学在保证虚拟焊接真实的前提下，开发了一套较低成本的交互式焊接训练系统——SMIG[23][24]，如图1-5所示。该系统的硬件设备主要包括焊枪、头盔、操作面板和动作捕捉摄像机。模拟器的虚拟成像原理和3D电影特效相似，操作者所戴头盔内嵌一副3D偏振眼镜，而焊接....

图1-6123arc硬件及虚拟焊接场景

7美国路易斯安那州立大学在保证虚拟焊接真实的前提下，开发了一套较低成本的交互式焊接训练系统——SMIG[23][24]，如图1-5所示。该系统的硬件设备主要包括焊枪、头盔、操作面板和动作捕捉摄像机。模拟器的虚拟成像原理和3D电影特效相似，操作者所戴头盔内嵌一副3D偏振眼镜，而焊接....

本文编号：3962349