[发明专利]在双光谱数字成像焊接头盔中实现高动态范围

摘要

披露了在电弧焊接过程期间提供双光谱、可实时查看、增强用户对电弧焊接特性之间的区分的电弧焊接系统、方法和装置。焊工面罩被配置用于防护用户免受有害辐射，并且包括用于提供双光谱(即，可见光谱和红外光谱两者)实时数字视频图像帧的一个或多个数字摄像机。曝光控制器在逐帧的基础上实时控制所述相机的曝光水平。所述焊工面罩还配置有光学显示组件，所述光学显示组件用于在所述用户佩戴所述面罩时向所述用户显示实时数字视频图像帧。对可见光谱视频图像帧和红外光谱视频图像帧执行图像处理以生成双光谱视频图像帧，从而提供所述电弧焊接过程中的可见特性和热特性两者的整合且优化的视图，所述视图可由所述用户在所述光学显示组件上实时查看。

主权项

1.一种双光谱数字成像电弧焊接系统，所述系统包括：焊工面罩，所述焊工面罩被配置成佩戴在用户的头部上并且用于至少防护所述用户的眼睛免受由电弧焊接过程发射的光谱辐射；可见光谱数字摄像机，所述可见光谱数字摄像机与所述焊工面罩物理上整合，并且被配置用于提供原始可见光谱实时数字视频图像帧；红外光谱数字摄像机，所述红外光谱数字摄像机与所述焊工面罩物理上整合，并且被配置用于提供原始红外光谱实时数字视频图像帧；曝光控制器，所述曝光控制器与所述可见光谱数字摄像机和所述红外光谱数字摄像机可操作地接口连接，其中，所述曝光控制器被配置用于调整以下各项中的至少一项：(i)根据由所述曝光控制器执行的曝光控制算法在逐帧的基础上实时调整所述可见光谱数字摄像机的曝光水平，或者(ii)根据由所述曝光控制器执行的曝光控制算法在逐帧的基础上实时调整所述红外光谱数字摄像机的曝光水平；光学显示组件，所述光学显示组件与所述焊工面罩物理上整合，并且被配置用于在所述用户正在佩戴所述焊工面罩时向所述用户呈现实时数字视频图像；以及视觉引擎，所述视觉引擎与所述可见光谱数字摄像机、所述红外光谱数字摄像机和所述光学显示组件可操作地接口连接，其中，所述视觉引擎被配置用于生成以下各项中的至少一项：(i)根据所述原始可见光谱实时数字视频图像帧和所述原始红外光谱实时数字视频图像帧生成双光谱实时数字视频图像帧，(ii)根据所述原始可见光谱实时数字视频图像帧生成增强型可见光谱实时数字视频图像帧，或者(iii)根据所述原始红外光谱实时数字视频图像帧生成增强型红外光谱实时数字视频图像帧。