一种基于光流法的焊接缺陷检测方法、系统以及计算机设备

本发明涉及一种焊接缺陷检测方法，具体涉及一种基于光流法的焊接缺陷检测方法、系统以及计算机设备，本发明属于材料加工制造。

背景技术：

1、焊接是一种通过加热或加压或两者结合的方式，使材料实现永久性连接的材料加工方法，其在航天、军工领域应用广泛。焊接构件的质量与构件缺陷直接相关。实现焊接过程缺陷的精准检测对于减少构件报废率，提高构件服役安全性，提高构件性能至关重要。焊接过程中的缺陷产生往往和电弧的不稳定性直接相关，而电弧的不稳定往往导致视觉传感器捕捉到的图片过亮或过暗，而这都使得缺陷难以被识别。

2、图片的光照强度定义为照度，光流是空间运动物体在观察成像平面上的像素运动的瞬时速度。电弧的不稳定导致视觉传感器采集到的图片照度不断变化，而对于视觉传感器，电弧可以作为一个固定光源。通过校准采集到的图片的照度，使其处于最佳照度状态，此时缺陷最易识别。

技术实现思路

1、本发明为解决在焊接过程中由于电弧不稳导致缺陷难以检测的问题，进而提出一种基于光流法的焊接缺陷检测方法、系统以及计算机设备。

2、本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

3、本发明所述的一种基于光流法的焊接缺陷检测方法包括如下步骤：

4、步骤一，通过实验获取训练数据集；

5、步骤二，通过训练卷积神经网络修正图片照度；

6、步骤三，采用大型合成数据集预训练光流预估网络；

7、步骤四，基于修正照度制作焊接光流数据集，并对预训练的光流预估网络进行进一步训练；

8、步骤五，将训练后的光流预估网络估计网络多层特征输入到缺陷预测网络进行训练；

9、步骤六，基于训练好的模型进行缺陷检测。

10、一种基于光流法的焊接缺陷检测系统，包括：

11、数据获取模块，用于获取焊接过程的视频制作数据集并进行标记；

12、照度修正模块，用于对步骤一中处理过的数据进行照度修正；

13、预估网络模块，用于对光流预估网络进行预训练，对网络权重进行初步优化，以减少焊接光流数据集的需求量；

14、焊接光流数据集制作模块，用于对预训练的光流预估网络进行进一步训练；

15、缺陷检测模块，用于对焊接缺陷进行实时检测。

16、一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的基于光流法的焊接缺陷检测方法。

17、本发明的有益效果是：

18、1、本发明提出了一种基于光流法的焊接缺陷检测方法，通过对焊接过程数据进行照度修正，然后通过光流评估网络对焊接过程数据进行光流预测评估，进一步将光流评估网络深层光流特征与浅层网络特征进行融合，通过缺陷识别网络对光流特征进行学习分类，从而实现焊接缺陷在线检测。

19、2、本发明解决了焊接过程中由于电弧不稳导致缺陷难以检测的问题，同时也综合利用了时空维度的缺陷光流特征共同进行缺陷检测，有效提高了缺陷检测精准度。

技术特征：

1.一种基于光流法的焊接缺陷检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于光流法的焊接缺陷检测方法，其特征在于，步骤一中，用高速摄像获取的焊接过程视频制作数据集并进行标记。

3.根据权利要求1所述的一种基于光流法的焊接缺陷检测方法，其特征在于，步骤二中，确定一最佳照度，然后通过卷积神经网络对获取的数据集进行照度修正。

4.根据权利要求1所述的一种基于光流法的焊接缺陷检测方法，其特征在于，步骤三中，采用flyingchairs系列数据集对光流预估网络进行预训练，对网络权重进行初步优化，以减少焊接光流数据集的需求量，使得少量的焊接光流数据集即可训练好网络。

5.根据权利要求1所述的一种基于光流法的焊接缺陷检测方法，其特征在于，步骤四中，通过预训练的光流预估网络生成照度修正后的焊接图片光流标签，基于标记好的焊接光流数据集，对光流预估网络进行权重参数更新。

6.根据权利要求1所述的一种基于光流法的焊接缺陷检测方法，其特征在于，步骤五中，用光流预估网络的深层光流特征与浅层网络特征进行融合，两者分别代表焊接过程图中的背景主体移动光流特征和缺陷代表的前景产生过程中产生的光流特征，将融合后的特征输入到缺陷识别网络模型中，基于步骤一中标记标签进行训练。

7.一种基于光流法的焊接缺陷检测系统，其特征在于，所述该检测系统包括：

8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-6任意一项权利要求所述的基于光流法的焊接缺陷检测方法。

技术总结一种基于光流法的焊接缺陷检测方法、系统以及计算机设备，本发明涉及一种焊接缺陷检测方法，本发明为解决在焊接过程中由于电弧不稳导致缺陷难以检测的问题，本发明通过对焊接过程实时采集的数据进行预处理和照度修正，利用光流评估网络对照度修正过的焊接数据进行光流特征提取，进一步利用缺陷检测模型对不同尺度的光流特征进行处理，从而实时检测焊接过程中的缺陷种类。本方法综合利用了焊接过程中的时空双维度光流特征信息，可以实现焊接缺陷的高精准度检测，且抗环境干扰能力强。本发明属于材料加工制造技术领域。技术研发人员：董博伦,邓路兵,林三宝,蔡笑宇受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学技术研发日：技术公布日：2024/8/20