[发明专利]用于焊接机器视觉的飞行时间相机

权利要求书

1.一种机器视觉辅助的焊接系统，包括：

焊接设备；

可操作用于产生焊接场景的三维深度图的第一飞行时间相机；

可操作用于从所述三维深度图提取焊接信息的数字信号处理电路系统；以及

可操作用于基于所述提取的焊接信息控制所述焊接设备的功能的电路系统,

其特征在于

所述焊接设备包括电弧焊接设备，所述电弧焊接设备在焊接操作期间形成电弧；

所述第一飞行时间相机的光源被配置成发光，所述光的光谱包括以第一波长为中心的峰，其中所述第一波长被选择为使得所述峰的功率比所述第一波长的源于所述电弧的光的功率高出至少一个阈值量，所述峰的功率是在从所述焊接场景反射出之后以所述第一飞行时间相机的成像器的特定像素测量的，并且源于所述电弧的光的功率是以所述第一飞行时间相机的所述成像器的所述特定像素测量的；以及

所述焊接系统包括第二飞行时间相机，其中所述第一飞行时间相机和所述第二飞行时间相机在聚焦场、安装位置、所使用的光的波长和所查看目标中的一者或多者上有所不同。

2.根据权利要求1所述的机器视觉辅助的焊接系统，其中所述焊接设备包括自动化装置。

3.根据权利要求1所述的机器视觉辅助的焊接系统，其中所述焊接设备是由人类操作员操作的。

4.根据权利要求1所述的机器视觉辅助的焊接系统，包括：

图像传感器，所述图像传感器包括多个像素，其中的每一个像素可操作用于将入射在其上面的光能转换成电信号；以及

电路系统，所述电路系统可操作用于为所述多个像素中的每一个像素测量使光从所述飞行时间相机的光源行进至所述焊接场景并返回至所述多个像素中的所述一个像素所需的时间。

5.根据权利要求1所述的机器视觉辅助的焊接系统，其中：

所述提取的焊接信息表征在所述焊接场景中的人和机器中的一者或两者的活动；以及

所述功能包括活动跟踪、周期时间改进和工作流程流线型化。

6.根据权利要求5所述的机器视觉辅助的焊接系统，其中所述活动包括焊接操作、焊接前操作和焊接后操作中的一者或多者。

7.根据权利要求1所述的机器视觉辅助的焊接系统，其中：

所述提取的焊接信息包括在所述焊接场景中的人和机器中的一者或两者的活动；以及

所述功能包括对人身伤害的风险的实时评估。

8.根据权利要求1所述的机器视觉辅助的焊接系统，其中所述数字信号处理电路系统使用源于除了所述第一飞行时间相机之外的来源的数据来解释所述三维深度图。

9.根据权利要求1所述的机器视觉辅助的焊接系统，包括被配置成捕获可见光谱图像的非飞行时间相机，其中源于所述三维深度图的所述信息和所述可见光谱图像相组合以提供增强现实的用户界面。

10.根据权利要求1所述的机器视觉辅助的焊接系统，包括非飞行时间相机，所述非飞行时间相机被配置成捕获红外图像，且被配置成使用所述红外图像以在所述三维深度图上提供温度叠加。

11.根据权利要求1所述的机器视觉辅助的焊接系统，其中：

所述提取的焊接信息包括对焊接设备、焊接耗材和焊接操作员中的一者或多者的识别；以及

所述功能包括下列中的一者或多者：验证符合焊接工艺规程、焊工技术鉴定、焊接工艺评定报告以及产生警报以用于预防错误。

12.根据权利要求1所述的机器视觉辅助的焊接系统，其中：

所述提取的焊接信息识别在所述焊接场景中的工件上进行的焊接序列；以及

所述功能包括下列中的一者或两者：

经所述焊接设备的用户界面指示在所述序列中的下一个焊接的位置；以及

产生警报和触发闭锁以防止错误焊接序列中的一者或两者。