[实用新型]一种基于工业相机的高动态视觉系统

说明书

本实用新型公开了一种基于工业相机的高动态视觉系统，包括工业相机和激光熔敷头或焊枪固定于机器人机械臂或运动机构末端，工业相机和激光熔敷头或焊枪通过连杆保持相对位置固定；相机防水防尘罩置于工业相机的外部；局部干法排水罩固定于激光熔敷头或焊枪上，在焊枪移动时局部干法密封罩跟着激光熔敷头或焊枪一起移动；运动控制系统于所述运动执行机构或机器人相连，接收运动执行机构或机器人接收指令并反馈；单片机与工业相机连接；运动执行机构或机器人通过夹具与激光熔敷头或焊枪连接；焊接电源或激光器与激光熔敷头或焊枪连接，通过输出功率控制激光熔敷头或焊枪；工控机，连接工业相机，使工业相机透过局部干法排水罩透明窗进行视觉监控。

技术领域

本实用新型涉及高动态视觉技术领域，尤其涉及一种应用于水下增材修复过程中激光熔敷或焊接电弧等离子体超强光照场景下基于工业相机的高动态视觉的系统。

背景技术

随着海洋资源的大规模开发利用，各种海洋工程结构(如码头、船舶、采油平台、管道等)大量建造和使用。由于海水腐蚀、海洋应力作用、外力撞击等造成海洋结构物意外损坏的情况也不时发生。因此，海洋工程结构受损后原位快速水下增材修复技术的应用也日益广泛。

水下增材修复过程中，通常采用在受损部位进行激光熔敷金属、电弧堆焊金属等方式进行增材修复，在这些水下增材修复过程中，激光熔敷或电弧焊接产生很强烈的激光或电弧等离子体，这些激光或电弧等离子体光强很大，遮盖了熔池和焊道等的视觉观测，使得在激光熔敷或电弧焊接过程中不容易看清楚待修复的基体、熔池和修复质量情况。随着水下增材修复质量和性能要求的提高，水下增材激光熔敷和电弧焊接朝着自动化和智能化的技术方向发展，实时获取增材修复过程中激光熔敷或焊接区域的视觉信息显得尤为重要。

为了实时观测水下增材修复激光熔敷或电弧焊接过程中熔敷或焊接区域的状态，需要实时观测等离子体、熔池状态、焊道凝固成形、待修复基体位置等信息。有研究者采用普通的工业相机拍摄焊接过程的图像以获取焊接熔池区域的信息。但是由于激光或电弧等离子体光强度的动态范围(达70db以上)超过了普通的工业相机的可观测动态范围(一般为20～60db)，导致无法使用相同的曝光参数来同时采集到激光熔敷或电弧焊接过程中等离子体、熔池状态、焊道凝固成形、待修复基体位置等的清晰图像，例如当熔池良好曝光时，焊道凝固成形、基体位置的像素点会欠曝光；而当焊道成形或基体位置良好曝光时，熔池的像素点过曝光。如果采用普通焊接护目镜片进行减光，则同时降低了等离子体、熔池、焊道和基体的亮度，无法同时看清等离子体、熔池、焊道和基体位置等。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种基于工业相机的高动态视觉系统。

本实用新型的目的通过以下的技术方案来实现：

一种基于工业相机的高动态视觉系统，包括所述系统包括激光熔敷头或焊枪、工业相机、相机防水防尘罩、局部干法排水罩、运动控制系统、单片机、运动执行机构或机器人、焊接电源或激光器与工控机；

所述工业相机和激光熔敷头或焊枪固定于机器人机械臂或运动机构末端，工业相机和激光熔敷头或焊枪通过连杆保持相对位置固定；

所述相机防水防尘罩置于工业相机的外部；

所述局部干法排水罩固定于激光熔敷头或焊枪上，在焊枪移动时局部干法密封罩跟着激光熔敷头或焊枪一起移动；

运动控制系统于所述运动执行机构或机器人相连，接收运动执行机构或机器人接收指令并反馈；

单片机与工业相机连接；

运动执行机构或机器人通过夹具与激光熔敷头或焊枪连接；

焊接电源或激光器与激光熔敷头或焊枪连接，通过输出功率控制激光熔敷头或焊枪；

工控机，连接工业相机，使工业相机透过局部干法排水罩透明窗进行视觉监控。