[发明专利]一种实时检测焊接气孔的方法与设备

权利要求书

1.一种实时检测焊接气孔的方法，其中，所述方法包括：

在焊接过程中，通过红外热像仪实时采集工件或母材上焊缝区域的红外热成像；

处理所述工件或母材上的红外热成像，从中选取焊接区域对应的图像；

根据所述焊接区域对应的图像，提取目标特征矩阵；

根据所述目标特征矩阵，判断所述焊接区域是否存在气孔缺陷。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：

若所述焊接区域存在气孔缺陷，预警对应的焊接气孔缺陷。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，处理所述工件或母材上的红外热成像，从中选取焊接区域对应的图像，包括：

通过应用图像滤波、图像灰化、阈值分割、最大连通区域判定的方法，从所述工件或母材上的红外热成像中选取焊接区域对应的图像。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述焊接区域对应的图像，提取目标特征矩阵，包括：

从所述焊接区域对应的图像中，提取每一行或每一列的温度最大值并构建最大温度数列；

计算所述最大温度数列的一次导数和二次导数；

分别计算所述最大温度数列的一次导数和二次导数的特征值，组成目标特征矩阵。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述最大温度数列的一次导数和二次导数的特征值包括以下至少任一项：

所述最大温度数列的一次导数和二次导数的平均值、标准差、均方根、偏度、峰度、最大值、最小值、峰间值。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述目标特征矩阵，判断所述焊接区域是否存在气孔缺陷，包括：

使用无气孔的焊缝图片，基于主成分分析法建模得到标准特征矩阵；

基于主成分分析法，计算所述目标特征矩阵与所述标准特征矩阵的距离；

判断所述目标特征矩阵与所述标准特征矩阵的距离是否大于预设距离阈值；

其中，若所述目标特征矩阵与所述标准特征矩阵的距离大于预设距离阈值，则所述焊接区域存在气孔缺陷。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，使用无气孔的焊缝图片，基于主成分分析法建模得到标准特征矩阵，包括：

使用无气孔的焊缝图片，基于主成分分析法，根据公式[u]＝[X][P]建模得到标准特征矩阵；

其中，[u]表示所述标准特征矩阵，[X]表示所述无气孔的焊缝图片的原始特征矩阵，[P]表示[X]的协方差的特征向量。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，基于主成分分析法，计算所述目标特征矩阵与所述标准特征矩阵的距离，包括：

基于主成分分析法，根据公式{E}＝{x}-{x}[P][P]^T和SPE＝∑(Ei)²计算所述目标特征矩阵与所述标准特征矩阵的距离；

其中，{E}表示输出值与真实值的差值数列，{x}表示所述焊接区域对应的图像的特征数列，[P]表示模型的特征向量，[P]^T表示模型特征向量的转置矩阵；SPE表示预测误差的平方和，用于衡量所述目标特征矩阵与所述标准特征矩阵的距离，Ei表示所述差值数列中的第i个元素。

9.一种实时检测焊接气孔的设备，其中，所述设备包括：

图像采集模块，用于在焊接过程中，通过红外热像仪实时采集工件或母材上焊缝区域的红外热成像；

图像处理模块，用于处理所述工件或母材上的红外热成像，从中选取焊接区域对应的图像；

特征提取模块，用于根据所述焊接区域对应的图像，提取目标特征矩阵；

算法检测模块，用于根据所述目标特征矩阵，判断所述焊接区域是否存在气孔缺陷。

10.一种计算设备，其中，该设备包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行计算机程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发所述设备执行权利要求1至8中任一项所述的方法。

11.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机可读指令可被处理器执行以实现如权利要求1至8中任一项所述的方法。