焊缝路径识别磁光传感多新息理论优化卡尔曼滤波方法

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bfhx1314
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
激光焊接已经成为焊接制造业中最具发展前景的焊接技术。在激光焊接过程中必须依靠先进的焊缝跟踪系统来保证焊缝和激光束的精确对中以获得良好的焊件,传感技术的应用为焊缝的实时跟踪提供了最有利的解决方案。但对于微间隙焊缝,传统的传感检测技术难以有效地提获焊取位置特征信息,本文主要研究了一种基于磁光传感技术的多新息理论优化卡尔曼滤波新方法在微间隙对接焊缝自动检测中的应用。  以低碳钢板微间隙(<0.1mm)对接焊缝为研究对象,通过磁光传感器获取焊缝位置磁光图像。在获取磁光图像的过程中易受焊接材料温度、磁场频率、磁场大小、传感器与焊件之间的间距(提离度)等因素影响,所提取的焊缝磁光图像就包含噪声的干扰,严重影响焊缝跟踪精度。故分别对采集到的单帧磁光图像及焊缝过渡区域(即感兴趣区域ROI)进行噪声特性分析,对磁光图像序列及感兴趣区域图像序列进行三维噪声特性分析。结果表明单帧的磁光图像既受加性噪声的影响,又受乘性噪声的影响,而单帧ROI图像主要受高斯噪声的影响。对于磁光图像序列与ROI图像序列,时域噪声的影响远大于空域噪声。这对后续的图像处理及多新息理论优化卡尔曼滤波焊缝跟踪算法提供了依据。  由于磁光图像序列焊缝区域受高斯噪声的影响,且在实际焊接过程中的噪声多为色噪声。为了更好地进行焊缝跟踪,建立激光束与焊缝路径对中实时测量与跟踪模型。从磁光图像序列中获取焊缝位置特征参数构成状态向量,建立基于焊缝位置特征参数的状态方程和测量方程。在色噪声的环境下分别利用状态增广法及测量增广法对离散型卡尔曼滤波算法进行扩展,分别利用两种扩展卡尔曼滤波算法(EKF)对焊缝中心位置进行最优估计,在一定程度上消除了系统状态噪声和测量噪声的干扰。最后通过工艺试验分别对两种扩展卡尔曼滤波算法的滤波结果进行对比,得出在测量噪声下扩展卡尔曼滤波算法优于过程噪声下扩展卡尔曼滤波算法。  由于系统过程噪声与测量噪声统计特性的不确定性,分别改变过程噪声协方差及测量噪声协方差对测量增广法扩展卡尔曼滤波算法进行研究,结果表明系统过程噪声协方差与测量噪声协方差的改变,可能导致滤波精度不高甚至发散。但多新息理论能充分考虑焊缝多个时刻的运动状态,可以消除焊缝过程中坏数据对最优估计的影响。为此,结合多新息理论,提出一种焊缝位置检测卡尔曼滤波改进算法,在对当前时刻进行预测时,充分考虑之前多个时刻的运动状态,综合历史数据估计出焊缝位置信息,从而提高焊缝检测精度。对不同新息值优化扩展卡尔曼滤波进行试验比较,充分考虑计算量和滤波精度,最终选用两个新息值优化扩展卡尔曼滤波算法。
其他文献
博兴洼陷位于东营凹陷的西南部,是济阳坳陷内东营凹陷罩的一个三级构造单元。南接鲁西隆起,北部与利津洼陷相连,东部以石村断裂为界与牛庄洼陷相邻,并隔郯庐断裂带与胶东地区相望
结合面在机械零部件连接、安装和固定中广泛存在。研究表明,结合面对整机性能有显著的影响:结合面的刚度占整机总刚度的60%~80%、结合面阻尼占整机总阻尼的90%以上。由此可以看出,
三维激光打标技术是对激光的一种应用,可以实现在三维自由曲面上快速打印复杂、清晰且美观的图形图案。同时,由于激光打标具有无接触,无切削力,热影响小等特点,使用三维激光
目的:分析常用傣药“傣百解”原植物等9种云南产牛奶菜属植物种间亲缘关系。方法:应用ISSR分子标记技术。结果:从60个ISSR引物中筛选出25个引物用于试验,共扩增出391个条带,
结合江西蚕桑生产实际对多批次养蚕模式下蚕病发生原因进行分析,提出了针对性的防治方法,以利于控制多批次养蚕模式下蚕病的发生.
移动机器人作为21世纪最伟大的发明现在越来越多的应用于工业生产和日常生活当中。其中对机器人的视觉研究更是移动机器人领域的核心问题之一。机器视觉的一个主要研究方向就
大牛地气田下古生界奥陶系风化壳是该区块寻找储量接替区的勘探层系,到目前为止没有重大突破,因此加强对其储层发育特征的研究具有非常重要的现实意义。论文以碳酸盐岩沉积学、
我国干旱区半干旱区主要位于西北地区的内蒙古高原、塔里木盆地和准噶尔盆地等。这些干旱及半干旱地区的面积占全国陆地总面积的30%,但人口稀少,只占全国人口的4%左右。因为该地
智能视觉监控是计算机视觉领域的一个应用热点,它能在不需要人干预的情况下,通过自动分析摄像机拍录的图像序列来对被监控场景中的变化进行定位、跟踪和识别,并在此基础上分析和
国运兴衰系于教育,教育发展需要理论支撑.无论是教研组织还是科研部门,都是产出教育理论成果的专业机构,对教育改革发展具有重要的支撑、驱动和引领作用.广大教育工作者特别
期刊