本发明专利技术公开了一种具有自主焊接功能的焊接装置，包括普通焊接装置和安装在焊接装置上的目标识别装置，识别装置包括建模模块、分段模块、合并模块和滤波模块。本发明专利技术通过在焊接装置上加装目标识别装置，能够有效增强焊接装置的焊接能力，提高焊接效率，焊接装置能够对焊接物进行轮廓识别，识别过程中能有效滤除目标轮廓噪声，从而实现目标定位和形状判别，为准确定点焊接打下基础。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及焊接领域，具体设及一种具有自主焊接功能的焊接装置。
技术介绍
焊接技术是随着金属的应用而出现的，古代焊接技术长期停留在铸焊、锻焊和针 焊的水平上，使用的热源都是炉火，溫度低、能量不集中，无法用于大截面、长焊缝工件的焊 接。近现代W来，各种焊接技术被专利技术，越来越多的焊接装置被制造出来，随着社会和科学 技术的进步，焊接已经广泛应用在生活生产中的各个领域。然而，焊接过程中会发生强光， 刺伤人的眼睛，戴上焊接面罩又影响人对焊接物形状和位置的准确判断，使得长久W来焊 接效率低，对焊接技术的应用产生了一定限制。 目标轮廓识别作为目标识别的重要手段，由于实际应用中受到噪声、量化误差等 因素的影响，目标轮廓不可避免地会产生失真，为了准确描述轮廓特征，目标轮廓的滤波平 滑处理是十分必要的。目前，学者们提出了许多含噪轮廓的滤波平滑算法，但是普遍存在计 算量庞大、降噪效果不理想、容易发生过度滤波导致目标失真等问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种具有自主焊接功能的焊接装置。[000引本专利技术的目的采用W下技术方案来实现： -种具有自主焊接功能的焊接装置，包括普通焊接装置和安装在焊接装置上的目 标识别装置，本专利技术通过在焊接装置上加装目标识别装置，能够有效增强焊接装置的焊接 能力，提高焊接效率，焊接装置能够对焊接物进行轮廓识别，识别过程中能有效滤除目标轮 廓噪声，从而实现目标定位和形状判别，为准确定点焊接打下基础，其特征是，包括建模模 块、分段模块、合并模块和滤波模块； 建模模块，用于建立目标轮廓的参数化方程:对于给定的目标轮廓G(t)，其弧长参 数化方程表示为G(t) = (x(t)，y(t))，其中x(t)和y(t)分别表示轮廓点的坐标，t表示轮廓 曲线方程的参数，且te; 含噪轮廓的弧长参数化方程表示为:GN(t)=G(t)+Ni(t)+N2(t)G(t)，其中加性噪 声部分化(t)=化(Xi(t)，yi(t))，乘性噪声部分化(t)=化(X2(t)，y2(t)); 分段模块，用于对轮廓的分段：目标轮廓G(t)和含噪轮廓GnU)所对应的曲率分别 为k(t)和kN(t);选宽度宽度为D的窗函数W(n)，对曲率kN(t)进行邻域平均，得到平均曲率 klN( t)，同时对窗口内的曲率值排序，选定中值曲率k2N( t)，将平均曲率klN( t)和中值曲率k2N (t)差的绝对值与选定的阔值Τι进行比较，根据比较结果决定含噪轮廓曲率k%(t)，即：当 kiN(t)-k2^t) I〉Ti时，k'^t) =kiN(t)否贝lj，k'^t) =k2N(t); 由于曲率值较大的轮廓点通常反映了目标的显著特征，根据k%(t)将轮廓中所有 轮廓点划分为特征点或非特征点，设定可变权值Τκ，通过判断目标轮廓特征多少，自适应的 决定Τκ，当Ik^NU) |<TK*max|k%(t) I时，特征函数f(t)=0否则，特征函数f(t) = l。 合并模块：用于剔除由于噪声干扰产生的伪特征点，w及对无法形成连续区域的 特征点和非特征点进行合并操作，从而得到有效的特征区域与非特征区域:选定一个起始 点0,轮廓起始点向两侧延伸合并相邻的点，W该起始点类型作为该区域预设类型，向两侧 延伸各SXy〇时停止，其中S为预设的最小长度，为0点处的实时曲率修 正系数代表0点的曲率半径代表由上述窗函数得到的0点的平均曲率半径，实 时曲率修正系数μ〇用于根据不同点的曲率不同，自动修正延伸长度，能有效减小合并后的 失真现象;分别计算两侧区域内相异点的个数Ν+1和Ν-1，若相异点的个数小于设定的该类 型相异点最小个数，则该区域与预设类型相同，否则，与预设类型相反;再W两个停止点0+1 和点0-1作为起始点重新开始计算，向外侧延伸S X μ日+域S X μ日-1时停止，其中μ日+1和μ日-汾别 代表点0+1和点0-1处的实时曲率修正系数，两侧区域内相异点个数为Ν+2,0-巧侧区域内 相异点个数为Ν-2,根据上述判定条件，依次确定各段轮廓类型，长度不足S的部分根据其与S 的比例计算相异点个数，计入相应的特征区域;对相邻的同类型区域进行合并，得到连续的 特征区域和非特征区域； 滤波模块:乘性噪声由于和图像信号是相关的，随图像信号的变化而变化，采用维 纳滤波来进行一级滤除，此时图像信息还包含有残余乘性噪音，通过F滤波器F(x，y)=qX exp(-(x 2+y2)/护进行二级滤除，其中q是将函数归一化的系数，即JJqXe邱(-(x2+y 2)/护） dxdy = l，β为图像模板参数； 乘性噪声滤除后，含噪目标轮廓的弧长参数化方程表示为GN(t)'=G(t)+Ni(t);假 设加性噪声为高斯白噪声:XN(t) ' = X(t)+gl(t，〇2)，yN(t) ' =y(t)+g2(t，〇2)，其中XN(t) ' 和 YN(t)'分别表示去除乘性噪声后含噪轮廓上各点坐标，gl(t，。2)和g2(t，。2)分别是均值为 零、方差为的高斯白噪声，用于模拟含噪目标轮廓中的加性噪声； 采用函数?含噪轮廓进行平滑，命名为K滤波器，经过轮廓点分 类和区域划分，含噪轮廓G Ν ( t )'表示为不同类型轮廓分段的组合：其中Gf (t)表示包含特征区域的轮廓分段，Gff (t)表示包 含非特征区域的轮廓分段，根据轮廓特征分布选取K滤波器的参数，同时考虑全局特征和局 部特征因素，在特征区域，为了保留细节信息，令口《Μ?η(σ'，拉X 〇1);在非特征区域，为了 提高抑制噪声的效果，令σ > max知'，而X σ〇)，其中(/为先验估算得到的全局方差，σι为所 选特征区域的先验估算方差，〇〇为所选非特征区域的先验估算方差，拓为所选特征区域的 平均实时曲率修正系数，山为所选非特征区域的平均实时曲率修正系数;为了达到较好的 平滑效果，选取每种类型区域最小长度S的一半作为Κ滤波器85%置信区间的长度，从而根 据两类区域的长度自适应不同参数的Κ滤波器。 本专利技术通过在焊接装置上加装目标识别装置，能够有效增强焊接装置的焊接能 力，提高焊接效率，焊接装置能够对焊接物进行轮廓识别，识别过程中能有效滤除目标轮廓 噪声，从而实现目标定位和形状判别，为准确定点焊接打下基础。【附图说明】 利用附图对本专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限 审IJ，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可W根据W下附图获得 其它的附图。 图1是本专利技术的具有自主焊接功能的焊接装置的结构框图。【具体实施方式】 结合W下实施例对本专利技术作进一步描述。 图1是本专利技术的结构框图，其包括:建模模块、分段模块、合并模块、滤波模块。 实施例1: 一种具有自主焊接功能的焊接装置，包括普通焊接装置和安装在焊接装 置上的目标识别装置，本专利技术通过在焊接装置上加装目标识别装置，能够有效增强焊接装 置的焊接能力，提高焊接效率，焊接装置能够对焊接物进行轮廓识别，识别过程中能有效滤 除目标轮廓噪声，从而实现目标定位和形状判别，为准确定点焊接打下基础。其特征是，包 括建模模块、分段模块、合并模块和滤波模块； 建模模块，用于建立目标轮廓的参数化方程:对于给定的目标轮廓G(t)，其弧长参 数化本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有自主焊接功能的焊接装置，包括普通焊接装置和安装在焊接装置上的目标识别装置，本专利技术通过在焊接装置上加装目标识别装置，能够有效增强焊接装置的焊接能力，提高焊接效率，焊接装置能够对焊接物进行轮廓识别，识别过程中能有效滤除目标轮廓噪声，从而实现目标定位和形状判别，为准确定点焊接打下基础，为准确定点焊接打下基础，其特征是，包括建模模块、分段模块、合并模块和滤波模块；其中，建模模块，用于建立目标轮廓的参数化方程：对于给定的目标轮廓G(t)，其弧长参数化方程表示为G(t)＝(x(t)，y(t))，其中x(t)和y(t)分别表示轮廓点的坐标，t表示轮廓曲线方程的参数，且t∈[0，1]；含噪轮廓的弧长参数化方程表示为：GN(t)＝G(t)+N1(t)+N2(t)G(t)，其中加性噪声部分N1(t)＝N1(x1(t)，y1(t))，乘性噪声部分N2(t)＝N2(x2(t)，y2(t))；分段模块，用于对轮廓的分段：目标轮廓G(t)和含噪轮廓GN(t)所对应的曲率分别为k(t)和kN(t)；选宽度为D的窗函数W(n)，D∈{7，9}，对曲率kN(t)进行邻域平均，得到平均曲率k1N(t)，同时对窗口内的曲率值排序，选定中值曲率k2N(t)，将平均曲率k1N(t)和中值曲率k2N(t)差的绝对值与选定的阈值T1进行比较，根据比较结果决定含噪轮廓曲率k′N(t)，T1＝0.2，即：当|k1N(t)‑k2N(t)|＞T1时，k′N(t)＝k1N(t)否则，k′N(t)＝k2N(t)；由于曲率值较大的轮廓点通常反映了目标的显著特征，根据k′N(t)将轮廓中所有轮廓点划分为特征点或非特征点，设定可变权值TK，通过判断目标轮廓特征多少，自适应的决定TK，当|k′N(t)|＜TK*max|k′N(t)|时，特征函数f(t)＝0否则，特征函数f(t)＝1。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张健敏，
申请(专利权)人：张健敏，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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