[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：

第一飞行时间(ToF)相机，所述第一飞行时间(ToF)相机被配置成生成第一视野的三维(3D)深度图；

第二相机，所述第二相机被配置成捕获第二视野的图像，所述第二视野至少部分地与所述第一视野重合；

数字图像处理电路，所述数字图像处理电路被配置成：

从所述三维(3D)深度图中识别所述第二视野的焊接场景的至少一个方面；以及

基于所述至少一个方面生成增强现实的用户界面；

显示器，所述显示器被配置成显示增强现实的视图，所述增强现实的视图表示所述第二视野和所述增强现实的用户界面。

2.根据权利要求1所述的机器视觉辅助的焊接系统，其中所述数字图像处理电路被配置成从所述三维(3D)深度图中跟踪所述焊接场景中的物体。

3.根据权利要求2所述的机器视觉辅助的焊接系统，其中所述数字图像处理电路被配置成使用以下中的至少一项来跟踪所述物体：所述物体的最后一次看到的位置和速度、所述物体的机械数据、所述物体的化学数据、所述物体的组成数据、焊接设备设置、或焊接设备输出。

4.根据权利要求1所述的机器视觉辅助的焊接系统，其中所述第一飞行时间(ToF)相机和所述第二相机共享光学元件，从而使得所述第一视野和所述第二视野完全重合。

5.根据权利要求1所述的机器视觉辅助的焊接系统，其中所述相机为红外相机，并且所述数字图像处理电路被配置成生成具有色彩映射以指示温度的图像。

6.根据权利要求1所述的机器视觉辅助的焊接系统，进一步包括电路，所述电路被配置成基于所述至少一个方面来控制焊接设备的功能。

7.根据权利要求6所述的机器视觉辅助的焊接系统，其中：

所述至少一个方面包括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、周期时间改进以及工作流程流线型化。

8.根据权利要求7所述的机器视觉辅助的焊接系统，其中所述活动包括下列中的一个或多个：焊接操作、焊接前操作和焊接后操作。

9.根据权利要求6所述的机器视觉辅助的焊接系统，其中：

所述焊接设备包括被配置成在焊接操作期间形成电弧的弧焊设备；以及

所述第一飞行时间(ToF)相机的光源被配置成发射光，所述光的光谱包括以第一波长为中心的峰，其中选择所述第一波长，以使得在从所述焊接场景反射出之后由所述第一飞行时间(ToF)相机的成像器的特定像素测量的所述峰的功率至少比由所述第一飞行时间(ToF)相机的所述成像器的所述特定像素测量的源于在所述第一波长的所述电弧的光的功率高一个阈值量。

10.根据权利要求6所述的机器视觉辅助的焊接系统，其中：

所述至少一个方面包括焊接设备、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(WPS)、焊工技术鉴定(WPQ)、焊接工艺评定报告(PQR)以及产生警报以用于预防错误。

11.根据权利要求6所述的机器视觉辅助的焊接系统，其中：

所述至少一个方面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：

经由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。

12.根据权利要求6所述的机器视觉辅助的焊接系统，其中：

所述至少一个方面包括熔池的表面振荡的频率或幅度中的至少一者；以及

所述功能包括基于所述表面振荡的所述频率或所述幅度中的至少一者来控制所述焊接设备。