微间隙焊缝磁光图像恢复算法研究

发布时间：2017-11-06 23:23

  本文关键词：微间隙焊缝磁光图像恢复算法研究

  更多相关文章： 激光焊 磁光成像 图像恢复 焊缝检测 全变分

【摘要】：随着激光技术的发展,现代焊接技术的发展趋势已经趋于自动化智能化,先进的焊接工艺中应用最为广泛的当属激光焊接。大功率激光焊可用于多种金属和非金属的焊接,它的特点是可保证高能量的集中性焊接、速度较快、深宽比大和焊缝热影响区小。在焊接厚板材料时用大功率激光焊进行焊接,可以一次焊接成型,而且不必填充材料和开坡口,因此很大的节约了工作时间和投入成本。在激光焊接过程中,实现焊缝跟踪的精确是保证激光焊接质量的重要环节,必须严格控制激光束始终对正焊缝中心位置。由于在激光焊接过程中遇到的紧密对接、无坡口、间隙小于0.1mm的焊缝,普通方法较难实现对微间隙焊缝的自动检测和跟踪,因此,研究一种基于磁光成像焊缝位置检测方法。磁光成像检测的原理是结合了法拉第电磁感应和法拉第磁光效应,用激励磁场来感应焊接工件,焊缝使检测区域的磁场分量发生变化并使偏振光的旋转角发生相应变化而产生图像。在实际焊接过程中,尽管各种焊接控制参数保持恒定,由于受到焊接现场各种干扰因素的影响,焊接过程仍然会出现不稳定的状态,如磁场强度变化和其它各种噪声的影响使采集到的磁光图像存在退化现象,清晰度不高,识别性较差,难以对图像特征进行透彻的分析。因此,需根据磁光传感器检测焊缝环境,研究图像恢复的算法,对磁光退化图像进行恢复处理,从而对焊接过程状态进行精确的实时检测。以激光焊接低碳钢为试验研究对象,研究焊缝磁光图像恢复算法。磁光传感器在该磁场的作用下产生磁光图像,通过分析焊缝磁光图像特征获取焊缝位置测量值。针对退化的焊缝磁光图像进行恢复处理,用约束最小二乘滤波恢复和盲去卷积相结合的方法,可有效提高焊缝磁光图像质量。对焊缝偏差的真实值和测量值以及恢复后的焊缝偏差值作比较,得出恢复后的焊缝偏差值更接近真实值的焊缝偏差值。因此用磁光传感器采集焊缝图像并对图像进行恢复处理,可对焊接过程状态进行更精确的实时检测。建立基于能量泛函和视觉特性的全变分(Total Variation,简称TV)图像恢复模型,根据整体变分原理,首先利用偏微分方程比较原理证明了该模型解的整体存在性,转化为约束最优化问题,建立泛函,通过泛函变分,并利用变分原理给出了该模型的Euler-Lagrange方程,对数值近似解的离散形式进行了图像恢复试验,从试验数据上来分析用全变分图像恢复模型能够在降噪的同时,保持良好的边缘和纹理特征,可有效提高磁光图像质量。试验结果表明,经全变分图像恢复后可以更精确地测量焊缝位置。
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG441.7

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本文编号：1149841