[发明专利]一种利用高速摄像机判断激光深熔焊焊接类型的实时监测系统及监测方法

权利要求书

1.一种利用高速摄像机判断激光深熔焊焊接类型的实时监测系统，其特征在于，它包括图像采集卡(2)、摄像机(3)、变焦镜头(4)、滤光系统(5)、两个聚焦镜(6)、双色镜(7)、激光发射器(8)和双色镜固定架(10)；

图像采集卡(2)的视频信号输入端连接摄像机(3)的视频信号输出端；

图像采集卡(2)的信息输出端连接PC机(1)的信息输入端；

摄像机(3)用于在激光深熔焊稳定过程中，对焊接过程进行图像采集；

变焦镜头(4)固定在摄像机(3)的镜头上，滤光系统(5)固定在变焦镜头(4)上；

双色镜固定架(10)为两端开口的空心圆柱体，两个聚焦镜(6)分别固定在空心圆柱体两端，双色镜固定架(10)侧壁开有通光孔；

双色镜(7)固定在双色镜固定架(10)内部，通过通光口双色镜(7)能够将从双色镜固定架(10)下端入射的光反射到滤光系统(5)上；

激光发射器(8)位于双色镜固定架(10)上端的正上方。

2.基于权利要求1所述的一种利用高速摄像机判断激光深熔焊焊接类型的实时监测系统的监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、启动实时监测系统和PC机(1)，在焊接过程稳定之后，摄像机(3)对焊接过程进行图像采集；

步骤二、利用PC机(1)对摄像机(3)采集的图像进行预处理；

步骤三、根据步骤二中预处理后的图像的匙孔和熔池的形貌，判断是否是穿透性深熔焊；

穿透性深熔焊为焊缝被匙孔完全穿透，穿透性深熔焊在所述图像中的表现形式为：匙孔形貌为内、外两个圆，内圆为匙孔的中心的一个强度衰减的区域；熔池形貌为半个椭圆形；

未穿透性深熔焊为焊缝被匙孔未完全穿透，未穿透性深熔焊在所述图像中的表现形式为：匙孔形貌为单个圆；未穿透性深熔焊的熔池形貌为整个椭圆形。

3.根据权利要求2所述的一种利用高速摄像机判断激光深熔焊焊接类型的实时监测系统的监测方法，其特征在于，利用PC机(1)对摄像机(3)采集的图像进行预处理的方法为：

方法A：中值平滑滤波除噪；

方法B：同态滤波；

方法C：线性灰度变换图像增强。

4.根据权利要求3所述的一种利用高速摄像机判断激光深熔焊焊接类型的实时监测系统的监测方法，其特征在于，中值平滑滤波除噪的具体方法为：

在图像画面任选一点为中心窗口，将中心窗口内所有的像素的灰度值按照从高到低的顺序排列，然后用中间灰度值作为中心窗口的灰度值，达到保护图像边缘并除去噪声的目的。

5.根据权利要求3所述的一种利用高速摄像机判断激光深熔焊焊接类型的实时监测系统的监测方法，其特征在于，同态滤波的具体方法为：

通过图像的照明反射模型作为频域处理的基础，对灰度范围进行调整，增强图像的细节，并且保持量区的图像细节。

6.根据权利要求3所述的一种利用高速摄像机判断激光深熔焊焊接类型的实时监测系统的监测方法，其特征在于，线性灰度变换图像增强的具体方法为：

根据图像的直方图来确定拉伸变换前的灰度区间，然后按照任何一方称关系拉伸或者压缩而变成变换后的灰值区间，扩展感兴趣的灰度范围，抑制不感兴趣的灰度区域。