唐山开元自动焊接装备有限公司;唐山海运职业学院有限公司;招商局金陵船舶(江苏)有限公司幽瑞超获国家专利权
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龙图腾网获悉唐山开元自动焊接装备有限公司;唐山海运职业学院有限公司;招商局金陵船舶(江苏)有限公司申请的专利基于图像传感的悬臂式船舶小组立结构识别视觉传感系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121095683B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511319272.2,技术领域涉及:G06V10/764;该发明授权基于图像传感的悬臂式船舶小组立结构识别视觉传感系统是由幽瑞超;王丽;胡庆;刘哲设计研发完成,并于2025-09-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于图像传感的悬臂式船舶小组立结构识别视觉传感系统在说明书摘要公布了:本发明公开了基于图像传感的悬臂式船舶小组立结构识别视觉传感系统,涉及船舶建造制造技术领域,包括视觉传感加工中心,所述视觉传感加工中心通信连接有如下模块,其中:图像采集过滤引擎,用于利用图像传感器,采集船舶小组立结构的图像数据,并对采集的图像数据进行过滤操作,整合形成综合图像集。本发明通过高分辨率图像传感器采集船舶小组立结构表面的详细图像数据,并进行去噪、对比度增强和边缘锐化等过滤处理,有效改善图像质量,利用双分支分类网络能够准确区分焊缝和缺陷,结合LSTM时序网络和卡尔曼滤波器对焊接轨迹进行预测和平滑处理,显著提高焊接路径的准确性和实时性,避免因虚假识别和工件位移导致的焊接路径错误。
本发明授权基于图像传感的悬臂式船舶小组立结构识别视觉传感系统在权利要求书中公布了:1.基于图像传感的悬臂式船舶小组立结构识别视觉传感系统,包括视觉传感加工中心,其特征在于,所述视觉传感加工中心通信连接有如下模块,其中: 图像采集过滤引擎,用于利用图像传感器,采集船舶小组立结构的图像数据,并对采集的图像数据进行过滤操作,整合形成综合图像集; 双分支分类模块,用于构建包括提取焊缝几何特征和识别缺陷纹理的双分支分类网络,并融合两个支路的识别结果,区分焊缝和缺陷,以确定焊缝位置; 轨迹预测补偿模块,用于引入长短期记忆网络时序网络,确定焊接轨迹,并对预测的焊接轨迹进行平滑处理,以进行焊接轨迹的位移补偿,所述轨迹预测补偿模块包括LSTM时序网络预测单元和位移平滑补偿单元; 其中,所述LSTM时序网络预测单元,用于引入长短期记忆网络时序网络,基于确定的焊缝位置,结合历史帧中焊缝的位置信息,预测当前帧中焊缝位置的变化趋势,确定焊缝的焊接轨迹,具体包括: 从视觉传感系统获取当前及历史帧焊缝位置信息,提取连续多帧精确坐标形成位置坐标序列,并对位置坐标进行差分处理,获取位置变化量序列,组合位置坐标序列与位置变化量序列构建时序特征向量并划分为训练集与测试集; 把时序特征向量输入LSTM网络,通过输入门、遗忘门和输出门处理长序列数据中的长期依赖,采用均方误差损失函数,通过反向传播和Adam优化算法更新参数,学习历史帧与当前帧位置的映射关系; 将最新历史帧焊缝位置信息输入训练好的LSTM网络,输出当前帧焊缝位置的预测坐标及位置变化趋势,据此动态规划并输出确定的焊缝的焊接轨迹; 所述位移平滑补偿单元,用于采用卡尔曼滤波算法对预测的焊接轨迹进行平滑处理,去除噪声干扰,以实现焊接轨迹的位移补偿,具体包括: 根据焊接轨迹预测的初始状态,设定卡尔曼滤波器的状态变量、观测变量及系统参数,其中,状态变量包含焊接头在二维或三维空间中的位置与速度信息,观测变量为传感器实时采集的轨迹坐标,系统参数涵盖状态转移矩阵、观测矩阵、过程噪声协方差矩阵和观测噪声协方差矩阵; 焊接过程中,卡尔曼滤波器按时间步长迭代运行,每一步中,根据上一时刻的最优状态估计和状态转移矩阵,预测当前时刻的状态变量及协方差矩阵,同时结合过程噪声协方差矩阵修正预测的不确定性,并利用当前时刻的观测值,通过观测矩阵将预测状态映射到观测空间,进而计算卡尔曼增益对预测状态进行修正,得到当前时刻的最优状态估计; 经过迭代更新后,卡尔曼滤波器输出的最优状态估计即为平滑后的焊接轨迹坐标,在此基础上,将平滑后的焊接轨迹与原始预测焊接轨迹进行对比,计算位移偏差量,并生成补偿指令,通过调整焊接设备的运动控制参数,实时修正焊接头的实际路径; 焊接路径规划模块,用于根据确定的焊缝位置以及位移补偿后的焊接轨迹,生成符合实际焊接需求的焊接路径; 焊接执行控制器,用于将规划好的焊接路径传输至机器人焊接系统,控制机器人焊接系统按照规划的焊接路径进行焊接操作。
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