[发明专利]一种水下焊缝自动识别系统及其工作方法

说明书

本发明属于水下焊接领域，具体涉及一种水下焊缝自动识别系统及其工作方法。其中本水下焊缝自动识别系统包括：遥控终端和水下焊缝识别单元；其中所述水下焊缝识别单元包括：水下摄像装置、与水下摄像装置相连的图像识别模块和由一控制模块控制的水下光源装置；所述水下摄像装置用于拍摄水下工件被焊接时的焊接图像；所述水下光源装置用于为所述水下摄像装置的水下拍摄提供光源；所述图像识别模块适于从焊接图像中识别出焊缝图像，并传输至控制模块；以及所述控制模块适于获取所述焊缝图像，并通过通信模块发送至遥控终端。

技术领域

本发明涉及水下焊接领域，具体涉及一种水下焊缝自动识别系统及其工作方法。

背景技术

水下焊接是水下工程结构的安装、维修施工中不可缺少的重要工艺手段。在水下焊接的过程中，由于水下工作环境的特殊性，施工方通常采用脱离水面的水上计算机控制系统对水下焊接设备进行控制，被焊接工件的焊缝识别非常关键，关系着焊接的精确度和焊接效果。

现有技术中水下焊缝识别方案仅仅是通过水下摄像机对被焊接工件整个图像进行拍摄，将拍摄后的工件图像整个压缩编码后实时传输给水上计算机控制系统，水上操作人员通过观看工件图像，凭借经验确定焊缝位置，操纵水下的焊接设备，按照焊缝位置进行焊接。但是，这种识别方式存在以下弊端：水下环境恶劣，远程传输过来的工件图像往往模糊不清，影响焊缝位置的判断；由于工件图像未经过图像处理即传输过来，传输的数据量偏大，而有效数据较少。

发明内容

本发明的目的是提供一种水下焊缝自动识别系统及其工作方法，以通过水下焊缝识别单元的控制模块适于将水下工件的焊缝照片发送至遥控终端，大大减小了数据的传输量，提高了有效数据的传输利用率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水下焊缝自动识别系统，包括：遥控终端和水下焊缝识别单元；其中所述水下焊缝识别单元包括：水下摄像装置、与水下摄像装置相连的图像识别模块和由一控制模块控制的水下光源装置；所述水下摄像装置用于拍摄水下工件被焊接时的焊接图像；所述水下光源装置用于为所述水下摄像装置的水下拍摄提供光源；所述图像识别模块适于从焊接图像中识别出焊缝图像，并传输至控制模块；以及所述控制模块适于获取所述焊缝图像，并通过通信模块发送至遥控终端。

进一步，所述水下摄像装置包括摄像透镜模块；所述摄像透镜模块由物侧至像侧依序包含光圈、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、光增亮片以及电子感光元件；第一透镜具有负屈折力，且为光学晶体材料MgF2，其物侧表面为凸面，其像侧表面为凹面，设有衍射图案；第二透镜具有负屈折力，且为光学晶体材料MgF2，其物侧表面为凸面，其像侧表面为凹面，且像侧面具有两个反曲点；第三透镜具有正屈折力，且为紫外光学石英玻璃，其物侧表面为凹面，其像侧表面为凸面；第四透镜具有正屈折力，且为紫外光学石英玻璃，其物侧表面为凸面，其像侧表面为凸面；第五透镜具有负屈折力，且为光学晶体材料MgF2，其物侧表面为凹面，其像侧表面为凹面，且像侧面具有一个反曲点，物侧表面和像侧表面相胶合；第六透镜具有正屈折力，且为紫外光学石英玻璃，其物侧表面为凸面，其像侧表面为凸面。

进一步，所述第一透镜L1至第六透镜L6的十二个表面S1～S12的曲率由以下等式定义：Zi＝CURViYi²/(1+(1-(1+Ki)CURVi²Yi²)1/2)+(Ai)Yi²+(Bi)Yi⁴+(Ci)Yi⁶+(Di)Yi⁸；且参数Mi＝1-(1+Ki)(CURVi)²(Ri)²；其中：i是表面编号(i＝S1～S12)；对于表面i，Zi是光轴上方高度为Yi的非球面表面上的点与一平面之间的距离，该平面在非球面表面与光轴的交点处与该非球面表面正切；Ki是常数，被称为表面i的圆锥常数；CURVi是表面i在该表面与光轴的交点处的曲率；Ai、Bi、Ci、Di分别是表面i的第二、四、六和八次非球面系数；Ri是表面i的孔径的有效半径。