本實(shí)用新型涉及視覺(jué)跟蹤技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能及緊湊型的焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著自動(dòng)化焊接的發(fā)展，對(duì)其焊接精度要求越來(lái)越高，對(duì)其應(yīng)用范圍要求越來(lái)越廣泛。而在提升焊接精度和擴(kuò)大應(yīng)用范圍的過(guò)程中，焊縫跟蹤系統(tǒng)起著舉足輕重的作用，焊縫跟蹤實(shí)現(xiàn)的方式多種多樣，焊縫視覺(jué)跟蹤以其精度高和檢測(cè)范圍大等優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn)，高度集成化的焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)也是未來(lái)的發(fā)展方向。

目前，現(xiàn)有的一體式焊接視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)卻存在相應(yīng)的弊端，首先，其相機(jī)光軸和激光器中心線成一定角度的固定方式安裝，占用空間大。其次，當(dāng)焊縫跟蹤模塊與待焊工件的實(shí)際距離與理論值存在一定的偏差時(shí)，相機(jī)將會(huì)產(chǎn)生對(duì)焦不精確，圖像虛化等結(jié)果，進(jìn)而，線結(jié)構(gòu)光在圖像中的實(shí)際位置會(huì)偏離理論設(shè)定的位置且圖像質(zhì)量較差，處理結(jié)果誤差較大，從而使得后期焊縫跟蹤結(jié)果產(chǎn)生一定的誤差。在焊縫跟蹤前期，由于焊縫視覺(jué)跟蹤模塊無(wú)法根據(jù)實(shí)際情況中的物距自動(dòng)響應(yīng)，即焊縫視覺(jué)跟蹤模塊無(wú)法依據(jù)自身與待焊工件的實(shí)際距離來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)焦距、線結(jié)構(gòu)光在相機(jī)視場(chǎng)中的初始位置，因此必須借助相應(yīng)設(shè)備并采用人工的方式對(duì)焊縫視覺(jué)跟蹤模塊進(jìn)行初始化調(diào)整，這樣，對(duì)工人的工作依賴程度較大，同時(shí)降低了裝備的智能化。

另一方面，由于現(xiàn)有焊縫視覺(jué)跟蹤模塊的相機(jī)采用定焦方式工作，其無(wú)法根據(jù)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的待焊工件形狀來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)焊縫跟蹤模塊與待焊工件的相對(duì)空間位置，現(xiàn)有的定焦式焊接視覺(jué)跟蹤模塊在應(yīng)用于對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的待焊工件的檢測(cè)過(guò)程中，當(dāng)焊縫跟蹤模塊與待焊工件結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)結(jié)構(gòu)干涉時(shí)，現(xiàn)有的定焦式焊接視覺(jué)跟蹤模塊便無(wú)能為力，其應(yīng)用場(chǎng)合受到一定的限制。

鑒于上述缺陷，本實(shí)用新型創(chuàng)作者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究和實(shí)踐終于獲得了本實(shí)用新型。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案在于，提供一種智能及緊湊型的焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)，包括殼體、激光器、相機(jī)、光路調(diào)整模塊、驅(qū)動(dòng)裝置安裝固件和控制系統(tǒng)，所述相機(jī)、所述光路調(diào)整模塊和所述激光器通過(guò)所述安裝固件與所述殼體連接，所述安裝固件均內(nèi)置于所述殼體，所述光路調(diào)整模塊用于對(duì)激光器發(fā)出的激光束光路進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述驅(qū)動(dòng)裝置與所述殼體的外部可拆卸連接，所述控制系統(tǒng)分別與所述相機(jī)、所述光路調(diào)整模塊、所述激光器和所述驅(qū)動(dòng)裝置電連接。

較佳的，所述相機(jī)包括定焦鏡頭、調(diào)焦圈和鏡頭調(diào)焦圈伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述鏡頭調(diào)焦圈伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)與所述控制單元電連接，所述控制單元通過(guò)所述鏡頭調(diào)焦圈伺服電機(jī)控制所述定焦鏡頭進(jìn)行自動(dòng)對(duì)焦。

較佳的，所述控制系統(tǒng)通過(guò)多幀圖像分析和比對(duì)算法確定所述調(diào)焦圈角度，所述比對(duì)算法采用灰度差分函數(shù)：

其中，H為灰度差分梯度函數(shù)值，f(i,j)為i,j像素點(diǎn)的灰度值，l和w分別為圖像長(zhǎng)和寬的最大像素值。

較佳的，該系統(tǒng)還包括上蓋，所述上蓋通過(guò)所述安裝固件與所述殼體連接，所述上蓋與所述安裝固件可拆卸連接，所述安裝固件分別與所述相機(jī)、所述光路調(diào)整模塊和所述激光器可拆卸連接，所述殼體上設(shè)有視窗，所述視窗上設(shè)有機(jī)玻璃鏡片。

較佳的，所述光路調(diào)整模塊包括反射鏡、反射鏡支架和反射鏡伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述反射鏡設(shè)置在所述反射鏡支架上，所述反射鏡伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)與所述控制系統(tǒng)電連接，所述反射鏡伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)與所述反射鏡支架固定連接，所述反射鏡伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)用于帶動(dòng)所述反射鏡支架沿其軸線旋轉(zhuǎn)。

較佳的，所述光路調(diào)整模塊還包括反射鏡手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，所述反射鏡手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置與所述反射鏡支架固定連接，所述反射鏡手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置用于帶動(dòng)所述反射鏡支架沿其軸線旋轉(zhuǎn)。

較佳的，所述激光器產(chǎn)生的線性激光束呈一字型或十字型或圓滑型。

較佳的，所述激光器和所述相機(jī)平行設(shè)置在殼體內(nèi)，所述激光器的中心軸線、相機(jī)的光軸和反射鏡片的中心線在一個(gè)平面內(nèi)。

較佳的，該系統(tǒng)還包括鏡片插槽組，所述鏡片插槽組用于插入減光鏡片或?yàn)V光片。

較佳的，所述控制系統(tǒng)通過(guò)多幀圖像分析和比對(duì)算法確定所述調(diào)焦圈角度，所述比對(duì)算法時(shí)域函數(shù)：

其中，Y為比對(duì)函數(shù)值，X(a,b)為第a行第b列像素的亮度，X_a(a,b)，X_b(a,b)分別表示a行和b列與相鄰像素亮度的差值，X_a(a,b)，X_b(a,b)分別表示為：

X_a(a,b)＝X(a,b+1)-X(a,b)

X_b(a,b)＝X(a+1,b)-X(a,b)

所述比對(duì)算法對(duì)應(yīng)的頻域函數(shù)：

其中，S為頻域函數(shù)值，p和q分別為第a行和b列的數(shù)字圖像頻率，F(xiàn)(p,q)是X(a,b)的傅里葉變換。

與現(xiàn)有技術(shù)比較本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型提供的一種智能及緊湊型的焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在焊縫跟蹤模塊相對(duì)于待焊工件的距離發(fā)生變化的條件下，待焊工件位置高精度實(shí)時(shí)高智能化定位；該系統(tǒng)能夠通過(guò)控制系統(tǒng)控制反射鏡伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)使反射鏡片旋轉(zhuǎn)，以達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)激光束照射在待焊接工件上的位置的目的。該系統(tǒng)上的相機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)快速對(duì)焦功能，該系統(tǒng)還能自動(dòng)調(diào)節(jié)自身與待焊接工件的相對(duì)位置。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝或拆卸，且適用于多種工況。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一中殼體內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一中殼體外側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一中上蓋外側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例一中上蓋內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例一中安裝固件一側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例一中安裝固件另一側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例一中安裝固件與殼體連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例一中光路調(diào)整模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例一中控制系統(tǒng)功能示意圖；

圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例一中焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)一側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是本實(shí)用新型實(shí)施例一中焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)另一側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例一

本實(shí)施例提供了一種智能及緊湊型的焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)，其包括：殼體1、上蓋2、安裝固件3、相機(jī)4、激光器5、光路調(diào)整模塊6、驅(qū)動(dòng)裝置7、控制系統(tǒng)8。

如圖1所示，為實(shí)施例一中殼體內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；如圖2所示，為實(shí)施例一中殼體外側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。殼體1包括底板11、左側(cè)板12、右側(cè)板13和斜板14，上述的底板11、左側(cè)板12、右側(cè)板13和斜板14是一體式結(jié)構(gòu)。底板11上設(shè)有底板通孔115和第一裝配孔116，第一裝配孔116為通孔。底板11上還開有底板第一插槽111、底板第二插槽112、底板第三插槽113和底板第四插槽114。底板第一插槽111、底板第二插槽112、底板第三插槽113和底板第四插槽114的開槽深度小于底板11的厚度。殼體1上還設(shè)置有視窗16。左側(cè)板12上設(shè)有左側(cè)板第一插槽121、左側(cè)板第二插槽122、左側(cè)板第三插槽123和左側(cè)板第四插槽124。

如圖3所示，為實(shí)施例一中上蓋外側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；如圖4所示，為實(shí)施例一中上蓋內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。上蓋2設(shè)有上蓋通孔25和反射鏡手動(dòng)調(diào)節(jié)通孔26，上蓋2內(nèi)側(cè)開有上蓋第一插槽21、上蓋第二插槽22、上蓋第三插槽23和上蓋第四插槽24。上蓋第一插槽21、上蓋第二插槽22、上蓋第三插槽23和上蓋第四插槽24的開槽深度小于上蓋2的厚度。

左側(cè)板第一插槽121分別與上蓋第一插槽21和底板第一插槽111位置相對(duì)應(yīng)，左側(cè)板第一插槽121、上蓋第一插槽21和底板第一插槽111在同一平面內(nèi)，共同形成第一鏡片插槽。左側(cè)板第二插槽122分別與上蓋第二插槽22和底板第二插槽112位置相對(duì)應(yīng)，左側(cè)板第二插槽122、上蓋第二插槽22和底板第二插槽112在同一平面內(nèi)，共同形成第二鏡片插槽。左側(cè)板第三插槽123分別與上蓋第三插槽23和底板第三插槽113位置相對(duì)應(yīng)，左側(cè)板第三插槽123、上蓋第三插槽23和底板第三插槽113在同一平面內(nèi)，共同形成第三鏡片插槽。左側(cè)板第四插槽124分別與上蓋第四插槽24和底板第四插槽114位置相對(duì)應(yīng)，左側(cè)板第四插槽124、上蓋第四插槽24和底板第四插槽114在同一平面內(nèi)，共同形成第四鏡片插槽。

第一鏡片插槽、第二鏡片插槽、第三鏡片插槽和第四鏡片插槽組成鏡片插槽組，鏡片插槽組用于插入有減光片或?yàn)V光片。視窗16處安裝有機(jī)玻璃鏡片，有機(jī)玻璃鏡片設(shè)置在相機(jī)4和待焊接的工件之間，此時(shí)，有機(jī)玻璃鏡片用于隔熱且保護(hù)定相機(jī)4免受熔池飛濺的損害。鏡片插槽組內(nèi)若同時(shí)安裝有減光片組和濾光片組，有機(jī)玻璃鏡片將待焊接的工件隔離于減光片組或?yàn)V光片組，此時(shí)有機(jī)玻璃鏡片用于隔熱且保護(hù)濾光片組或減光片組免受熔池飛濺的損害，而濾光片組則用于過(guò)濾特定波長(zhǎng)的光波，減光片組用于減小入射光波的強(qiáng)度。當(dāng)然，鏡片插槽組內(nèi)也可以不插入任何鏡片。

如圖5所示，為實(shí)施例一中安裝固件一側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；如圖6所示，為實(shí)施例一中安裝固件另一側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；如圖7所示，為實(shí)施例一中安裝固件與殼體連接結(jié)構(gòu)示意圖。安裝固件3包括第一凹槽31和第二凹槽32，第一凹槽31為方形凹槽，用于容納相機(jī)4，第二凹槽32為弧形凹槽，用于容納激光器5。第一凹槽31與相機(jī)安裝架41固定連接，第二凹槽32與激光器安裝架21固定連接。安裝固件3上還包括固定架33、第一安裝孔34、第二安裝孔35和第二裝配孔36。第一安裝孔34與上蓋通孔25位置相對(duì)應(yīng)，螺栓穿過(guò)上蓋通孔25在第一安裝孔34內(nèi)旋緊，使得上蓋2與安裝固件3相連。第二安裝孔35與底板通孔115位置相對(duì)應(yīng)，螺栓穿過(guò)底板通孔115在第二安裝孔35內(nèi)旋緊，使得安裝固件3與底板11相連。安裝固件3與底板11間可拆卸連接，上蓋2與安裝固件3間同樣可拆卸連接。第二裝配孔36與第一裝配孔116位置對(duì)應(yīng)，第一裝配孔116與第二裝配孔36配合使用，用于將殼體1與驅(qū)動(dòng)裝置7連接在一起。

相機(jī)4通過(guò)相機(jī)安裝架41與安裝固件3相連，相機(jī)包括定焦鏡頭42和鏡頭座43。定焦鏡頭42安裝在鏡頭座43上，鏡頭座43與相機(jī)安裝架41固定連接，鏡頭座43內(nèi)設(shè)有調(diào)焦圈和鏡頭調(diào)焦圈伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)。調(diào)焦圈用于調(diào)節(jié)定焦鏡頭42的焦距。鏡頭調(diào)焦圈伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)控制調(diào)焦圈來(lái)控制定焦鏡頭42進(jìn)行對(duì)焦。鏡頭調(diào)焦圈伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)與控制系統(tǒng)8電連接。

激光器5通過(guò)激光器安裝架51與安裝固件3相連，激光器5與控制系統(tǒng)8電連接。激光器5和相機(jī)4平行設(shè)置在殼體1內(nèi)。

如圖8所示，為實(shí)施例一中光路調(diào)整模塊結(jié)構(gòu)示意圖。光路調(diào)整模塊6包括反射鏡片61、反射鏡支架62、反射鏡手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置63和反射鏡伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)64，反射鏡支架62上設(shè)有反射鏡片61，反射鏡片61用于反射激光器5產(chǎn)生的激光，反射鏡支架62設(shè)置在固定架33上，反射鏡支架62能夠繞自身軸線旋轉(zhuǎn)。反射鏡支架62分別與反射鏡伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)64和反射鏡手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置63相連，反射鏡伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)64和反射鏡手動(dòng)調(diào)節(jié)裝置63均能夠帶動(dòng)反射鏡支架62旋轉(zhuǎn)。激光器5的中心軸線、相機(jī)4的光軸和反射鏡片61的中心線在一個(gè)平面內(nèi)。光路調(diào)整模塊6與固定架33可拆卸連接。

如圖9所示，為實(shí)施例一中控制系統(tǒng)功能示意圖。控制系統(tǒng)8分別與相機(jī)4、激光器5和反射鏡伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)64電連接，控制系統(tǒng)8為相機(jī)4、激光器5、和反射鏡伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)64提供電力?？刂葡到y(tǒng)8接收相機(jī)4輸出的圖像信號(hào)，并對(duì)接收到的圖像信號(hào)進(jìn)行分析。根據(jù)分析結(jié)果，控制系統(tǒng)8分別向鏡頭調(diào)焦圈伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)和反射鏡伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)64和驅(qū)動(dòng)裝置7發(fā)送控制信號(hào)，同時(shí)還能自動(dòng)調(diào)節(jié)激光器的光強(qiáng)度。

本實(shí)施例提供了一種智能及緊湊型的焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)，其工作原理是：如圖10所示，為實(shí)施例一中焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)一側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖11所示，為實(shí)施例一中焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)另一側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。首先，將相機(jī)4、激光器5和光路調(diào)整模塊6安裝在安裝固件3之上，再將安裝固件3內(nèi)置于殼體1內(nèi)并與底板11連接，然后再將上蓋2固定在安裝固件3上，最后，通過(guò)第一裝配孔116和第二裝配孔36將殼體1與驅(qū)動(dòng)裝置7相連接，驅(qū)動(dòng)裝置7將帶動(dòng)殼體1進(jìn)行空間位置的調(diào)整。激光器5產(chǎn)生的激光束先通過(guò)反射鏡片61照射到待焊接的工件上，然后激光束再通過(guò)待焊接的工件反射，再由帶有定焦鏡頭42的相機(jī)4進(jìn)行采集。上述激光器5產(chǎn)生的激光束形狀呈一字型或十字型或圓滑型等。

在焊接前，執(zhí)行相機(jī)最佳焦距調(diào)整過(guò)程：

首先，將視窗16對(duì)準(zhǔn)待焊接的工件，控制系統(tǒng)8控制激光器5發(fā)射激光束，激光束照射到反射鏡片上被反射到待焊接的工件上。相機(jī)4能夠?qū)?jīng)待焊接的工件反射的激光束進(jìn)行拍攝。

進(jìn)一步，控制系統(tǒng)8從定焦鏡頭42的焦距范圍內(nèi)抽取N個(gè)焦距值，形成焦距列表，N為正整數(shù)，然后，控制系統(tǒng)8通過(guò)鏡頭調(diào)焦圈伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制定焦鏡頭42開始變焦，依次執(zhí)行焦距列表中的焦距值。當(dāng)定焦鏡頭42每次執(zhí)行焦距列表中的焦距值時(shí)，相機(jī)4都會(huì)獲取一張圖像，然后相機(jī)4將獲取到的總數(shù)量為N的圖像全部回傳給控制系統(tǒng)8。控制系統(tǒng)8將這一組數(shù)量為N的圖像進(jìn)行成像質(zhì)量特征比對(duì)，從而確定定焦鏡頭42的最佳焦距，控制系統(tǒng)8再通過(guò)鏡頭調(diào)焦圈伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制調(diào)焦圈使得定焦鏡頭42調(diào)整至最佳焦距。

上述圖像比對(duì)結(jié)果，是通過(guò)圖像清晰度比對(duì)算法得出的。通過(guò)比對(duì)算法可以得出多幀圖像的比對(duì)函數(shù)曲線，以其函數(shù)峰值作為依據(jù)，調(diào)節(jié)定焦鏡頭42的焦距。比對(duì)算法采用灰度差分梯度函數(shù)，采用灰度差分法可以降低圖像噪聲，并且計(jì)算量小，能夠便于相機(jī)快速變焦。該灰度差分梯度函數(shù)為：

其中，H為灰度差分梯度函數(shù)值，f(i,j)為i,j像素點(diǎn)的灰度值，l和w分別為圖像長(zhǎng)和寬的最大像素值。

當(dāng)定焦鏡頭42的焦距自動(dòng)調(diào)節(jié)完成后，若仍不能滿足清晰度要求，控制系統(tǒng)8會(huì)根據(jù)所拍攝到的圖像進(jìn)行分析，然后控制系統(tǒng)8通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置7來(lái)調(diào)整殼體1與待焊接的工件相對(duì)位置，使相機(jī)4接近或遠(yuǎn)離待焊接的工件，進(jìn)而，重新執(zhí)行上述相機(jī)最佳焦距調(diào)整過(guò)程，從而確定定焦鏡頭42的最佳焦距。

當(dāng)定焦鏡頭42的最佳焦距確定后，控制系統(tǒng)8從反射鏡片61的旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)抽取M個(gè)旋轉(zhuǎn)角度值，形成旋轉(zhuǎn)角度列表，M為正整數(shù)，然后控制系統(tǒng)8通過(guò)反射鏡伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)64控制反射鏡片61的旋轉(zhuǎn)角度，反射鏡片61的旋轉(zhuǎn)角度開始變化，依次執(zhí)行旋轉(zhuǎn)角度列表中的角度值。當(dāng)反射鏡片61每次執(zhí)行旋轉(zhuǎn)角度列表中的角度值時(shí)，相機(jī)4都會(huì)獲取一張圖像，然后相機(jī)4將獲取到的總數(shù)為M個(gè)的圖像全部回傳給控制系統(tǒng)8，控制系統(tǒng)8確定每張圖像上經(jīng)過(guò)反射的激光束的圖像定位坐標(biāo)，然后將上述坐標(biāo)與激光器5的理論圖像定位坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，從而智能的確定反光鏡片61的旋轉(zhuǎn)角度，控制系統(tǒng)8再通過(guò)反射鏡伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)64智能調(diào)整反光鏡片61的旋轉(zhuǎn)角度。

當(dāng)對(duì)焊縫進(jìn)行跟蹤時(shí)，待焊接的工件與殼體1相對(duì)運(yùn)動(dòng)，相機(jī)4以一定頻率對(duì)激光束照射到的焊縫處進(jìn)行拍攝，控制系統(tǒng)8實(shí)時(shí)對(duì)接收到的圖像信號(hào)進(jìn)行分析。根據(jù)對(duì)接收到的圖像信號(hào)進(jìn)行分析結(jié)果，控制系統(tǒng)8向鏡頭調(diào)焦圈伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)裝置7分別發(fā)送控制信號(hào)，使鏡頭調(diào)焦圈伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)裝置7執(zhí)行進(jìn)一步動(dòng)作，來(lái)確保定焦鏡頭42在拍攝過(guò)程中始終保持最佳的焦距，同時(shí)控制系統(tǒng)8還向反射鏡伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)64和激光器5發(fā)送控制信號(hào)，來(lái)確保激光的光強(qiáng)度和照射角度滿足相機(jī)4的拍攝需求?？刂葡到y(tǒng)8會(huì)根據(jù)所獲取的圖像自動(dòng)繪制焊縫軌跡。

實(shí)施例二

本實(shí)施例與實(shí)施例一的不同之處在于執(zhí)行相機(jī)最佳焦距調(diào)整過(guò)程中所涉及的圖像清晰度比對(duì)算法不同，本實(shí)施例中的圖像清晰度比對(duì)算法，包括時(shí)域形式和頻域形式，以其頻域形式的頻譜作為依據(jù)，調(diào)節(jié)定焦鏡頭42的焦距。圖像清晰度比對(duì)函數(shù)為：

公式中，Y為比對(duì)函數(shù)值，X(a,b)為第a行第b列像素的亮度，X_a(a,b)，X_b(a,b)分別表示a行和b列與相鄰像素亮度的差值，X_a(a,b)＝X(a,b+1)-X(a,b)，X_b(a,b)＝X(a+1,b)-X(a,b)。

上述圖像清晰度比對(duì)運(yùn)算是在時(shí)域內(nèi)進(jìn)行的，其轉(zhuǎn)化后在頻域內(nèi)的算法為：

其中，S為頻域函數(shù)值，p和q分別為第a行和b列的數(shù)字圖像頻率，F(xiàn)(p,q)是X(a,b)的傅里葉變換。

本實(shí)施例中的圖像清晰度比對(duì)算法的好處在于：可以降低圖像噪聲，減小計(jì)算量，具有運(yùn)算速度快，消耗系統(tǒng)內(nèi)存資源少，對(duì)焦精準(zhǔn)的特點(diǎn)。

實(shí)施例三

本實(shí)施例執(zhí)行相機(jī)最佳焦距調(diào)整過(guò)程中所涉及的圖像清晰度比對(duì)方式，采用實(shí)施例一中比對(duì)算法與實(shí)施例二圖像清晰度比對(duì)算法相結(jié)合的形式，增強(qiáng)了確定最佳焦距的準(zhǔn)確性。

綜上，本實(shí)施例提供的一種智能及緊湊型的焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)焊縫的高精度跟蹤。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型而言僅僅是說(shuō)明性的，而非限制性的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在本實(shí)用新型權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。