[发明专利]用于激光切割的检测及控制方法和系统

权利要求书

1.一种用于激光切割的检测方法，包括：

采集激光切割的图像，并对该采集的图像进行预处理；

对所述预处理的图像进行至少一次直线圆弧分割算法，以得到直线段集和圆弧集，其中所述直线圆弧分割算法基于激光头的喷嘴所在圆的半径和切割方向来确定所述直线段集和圆弧集的划分；

对所述直线段集中的直线段进行合并和筛选，以得到对应所述激光切割中割缝边缘的两条割缝边缘直线段；以及

基于所述两条割缝边缘直线段进行计算，从而检测所述激光切割中割缝的宽度，

其中，所述直线圆弧分割算法包括如下步骤：

a) 对所述预处理的图像的轮廓进行多边形拟合，并使该多边形的每相邻两顶点生成一个直线段，以构成初始直线段集，其中所述初始直线段集中的每个直线段到各自对应轮廓的最大距离小于或等于预定阈值；以及

b) 对所述初始直线段集中每相邻的两条直线段在所述轮廓上的对应点集进行最小二乘圆拟合，并根据所拟合圆的半径、所拟合圆弧的方向以及所拟合圆弧到其对应轮廓的最大距离来确定是继续保留所述两条直线段还是将所述两条直线段替换为所拟合的圆弧，从而得到所述直线段集和所述圆弧集。

2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，该检测方法进一步包括：

对所述圆弧集中的圆弧进行合并和筛选，以得到对应激光头的喷嘴边缘的喷嘴圆弧；以及

基于所述两条割缝边缘直线段和所述喷嘴圆弧进行计算，从而检测所述割缝的中心相对于所述喷嘴所在圆的圆心的偏差。

3.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，在所述步骤b)中，如果所拟合圆的半径与所述喷嘴所在圆的半径的差的绝对值大于半径约束值，则继续保留所述两条直线段。

4.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，在所述步骤b)中，如果所拟合圆弧的方向与所述切割方向的夹角大于角度约束值，则继续保留所述两条直线段。

5.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，在所述步骤b)中，如果所拟合圆弧到其对应轮廓的最大距离小于所述相邻两条直线段各自到对应轮廓的最大距离，则将所述两条直线段替换为所拟合的圆弧。

6.如权利要求3至5中任一项所述的检测方法，其特征在于，对所述预处理的图像进行两次所述直线圆弧分割算法，其中第二次直线圆弧分割算法中的预定阈值小于第一次直线圆弧分割算法中的预定阈值。

7.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，对所述直线段集中的直线段进行合并和筛选的过程包括：

对每两条相邻、夹角小于预定角度且对应向量的乘积大于0的直线段，通过连接该两条直线段的非重合点将该两条直线段合并为一条合并直线段；

计算所述合并直线段到所述两条直线段的重合点的距离；

如果所述距离小于距离阈值，则用所述合并直线段替换原来的两条直线段；

对所有替换后的合并直线段在所述轮廓上的对应点集进行最小二乘直线拟合，以得到对应的新直线段；以及

至少基于平行度和重合度，从所有新直线段和所有未被合并的直线段中筛选出所述两条割缝边缘直线段。

8.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，在对所述直线段集中的直线段进行合并和筛选过程中，如果一个直线段与切割方向的夹角大于预设值，则将该直线段从所述直线段集中删除。

9.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，对所述圆弧集中的圆弧进行合并和筛选的过程包括：

通过将每个圆弧的对应半径与半径预设值进行比较来确定该圆弧属于喷嘴圆弧集还是切割前沿圆弧集；以及

从所述喷嘴圆弧集中选出对应半径最大的那段圆弧作为所述喷嘴圆弧。

10.如权利要求9所述的检测方法，其特征在于，在对所述圆弧集中的圆弧进行合并和筛选的过程中，如果一段圆弧所在圆的圆心到该圆弧中点的向量与切割方向的向量的乘积小于0，则将该段圆弧划分到所述喷嘴圆弧集。