(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211140241.7 (22)申请日 2022.09.20 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115213563 A (43)申请公布日 2022.10.21 (73)专利权人 扬州耐施工程机 械有限公司 地址 225000 江苏省扬州市江都区樊川镇 永安工业园区 (72)发明人 于建兵　 (51)Int.Cl. B23K 26/21(2014.01) G06T 7/00(2017.01) G06T 7/11(2017.01) G06T 7/13(2017.01) G06V 10/764(2022.01)G06V 10/77(2022.01) (56)对比文件 CN 115018827 A,202 2.09.06 CN 114119534 A,202 2.03.01 CN 111982916 A,2020.1 1.24 WO 2021213817 A1,2021.10.28 JP 2001347384 A,20 01.12.18 CN 113989280 A,202 2.01.28 CN 113409313 A,2021.09.17 CN 114612457 A,202 2.06.10 CN 114523203 A,2022.05.24 US 2022009026 A1,202 2.01.13 US 2011024402 A1,201 1.02.03 审查员 朱翠平 (54)发明名称 激光智能焊 接方法及系统 (57)摘要 本发明涉及人工智能领域， 具体涉及激光智 能焊接方法及系统， 包括： 获取在焊接过程中完 成焊接的焊缝区域RGB图像及焊缝区域深度图 像； 获取金属表面深度， 进而获得焊缝表面平整 度； 根据焊缝区域的焊缝表面平整度判断该焊缝 区域是否存在凹陷， 当不存在凹陷时， 对焊接速 度不做调整， 进一步获取凹陷类型和凹陷深度； 并利用凹陷类型和凹陷深度调整焊接速度。 上述 方法用于解决激光焊接遇到的生产问题， 可实现 激光焊接速度的智能控制。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 115213563 B 2022.12.13 CN 115213563 B 1.激光智能焊接方法， 其特 征在于， 包括： 获取在焊接过程中完成焊接的焊缝区域RGB图像及焊缝区域深度图像； 对焊缝区域RGB图像进行边缘检测， 获取焊缝边缘各个像素点， 利用焊缝边缘各个像素 点在焊缝区域深度图像中的深度得到金属表面深度； 利用焊缝区域深度图像中每一个像素点对应的深度值及金属表面深度计算获得该焊 缝区域的焊缝表面平整度； 所述焊缝表面平整度的表达式如下： 式中： 为焊缝区域深度图像中像素点总个数； 表示焊缝区域深度图像中第 个像素 点的深度； 表示金属表面深度； 表示焊缝表面平整度； 根据获取的焊缝区域的焊缝表面平整度判断该焊缝区域是否存在凹陷， 其中， 当焊缝 表面平整度Z≤ 0.7时， 焊缝区域存在凹陷； 当不存在凹陷时， 对焊接 速度不做调整； 当该焊缝区域存在凹陷时， 根据焊缝区域深度图像中每一个像素点对应的深度值提取 焊缝区域内的所有凹陷像素点， 进 而得到所有凹陷像素点的坐标； 获取焊缝区域灰度图像中各个 像素点的坐标； 对所有凹陷像素点的坐标进行聚类， 获取 各凹陷区域； 根据各凹陷区域中像素点的坐标及利用焊缝区域灰度图像中各个像素点坐标得到的 主成分方向得到凹陷区域相对于焊缝中部的远近程度； 所述凹陷区域相对于焊缝中部的远近程度的表达式如下： 式中： 表示第j个凹陷 区域中的像 素点个数； 为最小包围框宽度； （ , ） 代表焊缝 中心点坐标； （ ， ） 代表第 个聚类结果中的第 个像素点的坐标； 凹陷区域的个数； 表示凹陷区域相对于焊缝中部的远近程度； 根据凹陷区域相对于焊缝中部的远近程度判 断凹陷区域的凹陷类型； 所述判断凹陷区域的凹陷类型的方法如下： 当时， 当前焊缝区域图像存在下塌凹陷缺陷； 当 时， 当前焊缝区域图像存在咬边凹陷缺陷； 获取焊缝区域的凹陷深度并结合 凹陷类型调整焊接速度， 其中， 当前焊缝区域若存在下塌凹陷缺陷， 根据凹陷深度提高焊接 速度； 当前焊缝区域若存在咬边凹陷缺陷， 根据凹陷深度降低焊接 速度。 2.根据权利要求1所述的激光智能焊接方法， 其特征在于， 所述金属 表面深度 是按照如权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115213563 B 2下方式得到： 对焊缝区域RGB图像进行边 缘检测， 获取焊缝边 缘各个像素点； 获取焊缝边缘各个像素点在焊缝区域深度图像中的深度， 并统计各个深度所对应的焊 缝边缘像素点的个数， 将所统计的焊缝边缘像素点所对应的最多的深度记为金属表面深 度。 3.根据权利要求1所述的激光智能焊接方法， 其特征在于， 所述主成分方向是按照如下 方式得到： 利用PCA算法获取焊缝区域灰度图像中各个 像素点的主成分方向； 提取各个像素点的主成分方向中最小特 征值所对应的主成分方向； 根据各个像素点最小特征值所对应的主成分方向得到数据最集中的方向， 并将数据最 集中的方向作为焊缝区域灰度图像的主成分方向。 4.根据权利要求1所述的激光智能焊接方法， 其特征在于， 所述凹陷深度的表达式如 下： 式中， 表示第 个凹陷区域中的第 个像素点的深度； 为凹陷区域个数, 为金属 表面深度； 表示凹陷深度。 5.根据权利要求1所述的激光智能焊接方法， 其特 征在于， 还 包括： 获取调整焊接速度后的焊缝区域图像， 进而获取该焊缝区域的焊缝表面平整度， 对调 整速度后焊缝表面是否存在凹陷进行判断， 如无凹陷缺陷， 调整完成， 如有凹陷缺陷， 获取 该凹陷缺陷所对应的调节速度进行调节， 直到无焊接凹陷为止 。 6.激光智能焊接系统， 其特 征在于， 包括： 图像采集模块： 用于采集焊缝区域RGB图像及焊缝区域深度图像； 第一计算模块： 对焊缝 区域RGB图像进行边缘检测获得边缘像素点， 利用边缘像素点在 焊缝区域深度图像中的深度得到金属表面深度； 利用焊缝区域深度图像中每一个像素点对应的深度值及金属表面深度计算获得该焊 缝区域的焊缝表面平整度； 所述焊缝表面平整度的表达式如下： 式中： 为焊缝区域深度图像中像素点总个数； 表示焊缝区域深度图像中第 个像素 点的深度； 表示金属表面深度； 表示焊缝表面平整度； 第一判断模块： 根据第 一计算模块得到的焊缝表面平整度对焊缝区域是否存在凹陷进 行判断， 其中， 当焊缝表面平整度 7时， 焊缝区域存在凹陷； 第二计算模块： 根据焊缝 区域深度图像中每一个像素点对应的深度值提取焊缝区域内的所有凹陷像素点， 进而得到权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115213563 B 3