[发明专利]一种基于视觉技术的熔池监控方法

权利要求书

1.一种基于视觉技术的熔池监控方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，获取熔池的行程轨迹，在所述行程轨迹上预设多个监测点；

S2，在熔池旁设置相机和红外激光光源，所述相机和红外激光光源分别安装在两个六自由度运动平台上；

S3，根据步骤S1预设的监测点，预设相机和红外激光光源在每个监测点处的工作角度，使得相机的光轴与红外激光光源光轴相交于监测点处；

S4，在每个监测点处对相机进行标定

S4.1，将标定板依次放置在各监测点处，使用相机对标定板进行拍摄，在每个监测点处采集多张图像，多张所述图像能够覆盖相机视野；

S4.2，根据步骤S4.1在每个监测点处采集的多张不同角度的图像，以及相机的硬件参数，分别在每个监测点处获得一组投影放射变换矩阵，作为每个监测点处的基准数据；

S5，在增材制造过程中，通过相机和红外激光光源，在每个监测点处采集熔池图像，对熔池图像进行处理，得到每个监测点处的熔池尺寸，依据步骤S4.2得到的每个监测点处的基准数据，实时调整增材制造路径；

步骤S5中，所述在每个监测点处采集熔池图像，具体为，每个监测点处采集熔池图像，通过一个线程使相机采集的熔池图像以图像队列的方式进入上位机内存，通过另一个线程持续从内存中读取所述图像队列中的图像；

步骤S5中，所述对熔池图像进行处理，具体为，根据熔池图像的灰度值和形状特征提取焊丝，设定熔池的形态为椭圆形，在焊丝下方绘制检测框，在检测框中依据灰度特征提取熔池的中心区域，再提取出熔池的轮廓线，以所述轮廓线的最低点为中心，将两侧凸起部分分别作为一个图像处理区域，分别在每个图像处理区域中寻找出轮廓线的最高点，两个最高点之间的像素距离即为熔池宽度。

2.如权利要求1所述一种基于视觉技术的熔池监控方法，其特征在于：步骤S3中，所述相机的光轴和红外激光光源光轴所处平面，与熔池所在平面的夹角为30-60°。

3.如权利要求2所述一种基于视觉技术的熔池监控方法，其特征在于：步骤S5中，所述在每个监测点处采集熔池图像，具体是，在每个监测点处以500帧的速度采集熔池图像。

4.如权利要求3所述一种基于视觉技术的熔池监控方法，其特征在于：所述相机为宽动态高速摄像机，相机的镜头上安装有滤光片，所述滤光片的允许通过波长为808nm。

5.如权利要求4所述一种基于视觉技术的熔池监控方法，其特征在于：所述标定板的外轮廓为矩形，其表面设有多个圆形标识，多个所述圆形标识呈7*7矩阵排布，圆形标识的直径是相邻圆形标识圆心距的二分之一。

6.如权利要求5所述一种基于视觉技术的熔池监控方法，其特征在于：所述步骤S4.1具体是，将标定板依次放置在各监测点处，在每个监测点处，先将标定板水平放置于监测点所在平面上，分别使标定板处于相机视野的正中心、四个边角以及各边中心处，再与监测点所在平面呈20°夹角放置标定板，分别是标定板处于相机视野的任意位置采集5张图像。

7.如权利要求6所述一种基于视觉技术的熔池监控方法，其特征在于：所述六自由度运动平台为六自由度机器人。