Lati le ṣe iwadi awọn iyipada ti mofoloji adagun didà lakoko cladding laser, eto ibojuwo ori ayelujara fun adagun didà lesa ti kọ. Aworan adagun didà ti gba nipasẹ apejọ coaxial ti kamẹra COMS ati ohun elo laser. Da lori igbekale pinpin histogram grẹyscale ti adagun didà, ọna isọdi alabadọgba ti ipin ala onigun mẹta ni a lo lati binarize aworan adagun didà naa. Eti aworan adagun didà ni a gba pada nipasẹ oniṣẹ Canny, ati ipari ati iwọn ti agbegbe adagun didà ni a gba nipasẹ algorithm onigun onigun ti o kere ju. Awọn ẹgbẹ mẹsan ti awọn adanwo orthogonal cladding nikan-kọja ni a ṣe pẹlu irin 45 bi sobusitireti ati irin alagbara 420 bi lulú didi. Awọn abajade esiperimenta fihan pe aṣiṣe apapọ laarin iwọn adagun didà ti a wọn labẹ eto ibojuwo ati iwọn gbigbo gangan ti a wọn labẹ maikirosikopu elekitironi jẹ 4.5%, eyiti o jẹrisi imunadoko ti eto ibojuwo wiwo. Onínọmbà sakani ti iwọn adagun didà ti a gba labẹ eto ibojuwo fihan pe agbara lesa ni ipa ti o tobi julọ lori iwọn adagun didà, atẹle nipasẹ iyara ọlọjẹ, ati nikẹhin oṣuwọn ifunni lulú; awọn didà pool iwọn posi pẹlu awọn ilosoke ti lesa agbara, ati ki o dinku pẹlu awọn ilosoke ti Antivirus iyara ati lulú ono oṣuwọn. Alaye adagun didà ati awọn ofin iyipada ti o gba nipasẹ eto ibojuwo le ṣee lo bi awọn oniyipada itọkasi fun iṣakoso akoko gidi ti cladding lesa, fifi ipilẹ fun iṣakoso-lupu iṣakoso titiipa laser.

1. Imọ abẹlẹ

Gẹgẹbi imọ-ẹrọ iṣelọpọ ohun elo ti ilọsiwaju, lesa cladding ṣiṣẹ nipa dida adagun didà iwọn otutu ti o ga lori dada ti sobusitireti nipasẹ iṣe ti ina ina lesa ti o ni agbara giga. Awọn nozzle gbe irin lulú sinu didà adagun ni a itọnisọna ona, faragba a yo ati solidification ilana, ati nipari gba a nile cladding nkankan. Imọ-ẹrọ yii ni awọn anfani alailẹgbẹ ni atunṣe apakan irin, adaṣe iyara, iyipada dada, ati iṣelọpọ ohun elo irin. Bibẹẹkọ, ilana imuduro ina lesa jẹ riru, ati pe awọn ayipada ti o han gbangba wa laarin awọn fẹlẹfẹlẹ cladding paapaa pẹlu awọn aye iṣẹ kanna. Atunṣe ti ko dara yii jẹ idi nipasẹ otitọ pe cladding lesa jẹ ifarabalẹ gaan si awọn ipa diẹ ti awọn paramita iṣẹ (gẹgẹbi agbara ina lesa, iyara cladding, ati oṣuwọn ifunni lulú), ati pe ibatan idapọpọ eka kan wa laarin awọn paramita, nitorinaa o wa. awọn idiwọn diẹ ninu iṣẹ gangan.

Lati le gba didara didi iduroṣinṣin diẹ sii, o ṣe pataki pupọ lati ṣe atẹle ilana fifin laser ni akoko gidi. Hong Lei et al. [8] lo sensọ fọtoelectric kan lati ṣe atẹle ami ifihan ina bulu-violet pilasima ti ipilẹṣẹ lakoko ilana fifin lesa, ṣe itupalẹ ibatan laarin awọn ilana ilana oriṣiriṣi ati ifihan agbara ina, ati gba iwọn ifihan agbara kikankikan ina pẹlu didara Layer cladding to dara labẹ esiperimenta. awọn ipo. Bibẹẹkọ, nigbati agbara ina lesa kere ju ala p, ifihan ina bulu-violet ko ni ipa pupọ nipasẹ agbara lesa. Nitorinaa, ifihan agbara yii ko dara fun ibojuwo ilana fifin lesa agbara kekere. Ni afikun, iwọn ifihan agbara ina bulu-violet ti o baamu si didara cladding ti o dara ti awọn ohun elo cladding yatọ. Nọmba nla ti awọn akiyesi ni a nilo lati gba iwọn awọn ayipada to dara. Hu Xiaodong et al. [9] ṣe apẹrẹ sensọ fọtoelectric tuntun kan, ti iṣeto ibatan ti o baamu laarin ifihan foliteji sensọ ati oṣuwọn sisan lulú, ati iṣakoso ilana cladding nipa mimojuto oṣuwọn sisan lulú lati ṣaṣeyọri idi ti cladding iduroṣinṣin. Orin Wei et al. [6] lo kamẹra CCD kan lati gba alaye iwọn ati pinpin iwọn otutu ti adagun didà, ati gba ibatan laarin awọn paramita cladding ati iwọn adagun didà. Miyagi M. et al. [10] ṣepọ photodiode sinu ori processing laser fun ibojuwo ati rii pe ifihan agbara itọka gbona ni ibamu to lagbara pẹlu iyipada ti iwọn adagun didà. A ṣe apẹrẹ oluṣakoso PID lati ṣakoso iṣelọpọ ti agbara ina lesa, nitorinaa iṣakoso apẹrẹ cladding. Sun Huajie et al. [11] kọ eto iṣakoso lupu iwọn otutu CCD awọ kan ti o da lori wiwọn iwọn otutu colorimetric, eyiti o le ṣe imukuro ipa ikojọpọ ooru ni imunadoko ninu ilana cladding laser ati ṣaṣeyọri didara cladding ti a nireti. Bibẹẹkọ, nigbati agbara ina lesa kọja 1800W, aworan greyscale ti o baamu si ikanni R de iwọn iwọn grẹy ti o pọ julọ ti 255. Aworan grayscale ati iwọn otutu adagun didà ko le ṣe ifọrọranṣẹ ọkan-si-ọkan, Abajade ikuna iwọn otutu. Smurov I. et al. [12] lo pyrometer kan ati kamẹra infurarẹẹdi lati wiwọn imọlẹ ati alaye iwọn otutu ti adagun didà, fi idi ibatan laarin alaye iwọn otutu imọlẹ ati imọ-jinlẹ ti adagun didà, o si rii iṣakoso ti ilana fifin.

Gẹgẹbi ẹyọ ipilẹ ti nkan isọ, adagun didà naa wa ni gbogbo iyipo didi, ati awọn abuda ara-ara ti adagun didà le ṣe afihan taara awọn abajade didi ipari. Nitorinaa, iwe yii yan imọ-jinlẹ adagun didà bi ohun ibojuwo ati ṣe agbekalẹ eto ibojuwo adagun didà lesa ti o da lori kamẹra ile-iṣẹ COMS ati OpenCV (iriran kọnputa ṣiṣi ati ile-ikawe sọfitiwia ẹrọ ẹrọ). Awọn eto nlo a okeerẹ image alugoridimu lati lọwọ awọn input didà aworan aworan, eyi ti o le fe ni apa awọn didà adagun agbegbe ati ki o jade ni didà adagun agbegbe ati ipari ati iwọn ti didà pool. Nikẹhin, gbogbo ilana cladding ati awọn abajade sisẹ algorithm ni a ṣe akiyesi nipasẹ wiwo ibaraenisọrọ ti eto naa. Alaye adagun didà ti a ṣe abojuto le ṣee lo bi iyipada itọkasi fun iṣakoso akoko gidi ti cladding laser, fifi ipilẹ lelẹ fun iṣakoso lupu pipade ti cladding laser.

2 Syeed ibojuwo ati awọn ohun elo cladding

Awoṣe kamẹra awọ COMS ti a lo jẹ Baslera2A192051gcBAS, pẹlu ipinnu ti o pọju ti 1920×1200. Kamẹra n pese SDK kan (Apo Idagbasoke Software) ti o da lori ede siseto C ++, eyiti o le ṣee lo fun idagbasoke keji ti kamẹra. Awọn ṣàdánwò nlo a coaxial fifi sori ẹrọ ti awọn COMS kamẹra, ati awọn ìwò faaji ti han ni Figure 1. Awọn coaxial ijọ kamẹra le rii daju wipe awọn didà pool ati kamẹra wa jo si tun nigba processing, ati nibẹ ni ko si ye lati se atunse awọn aworan. nitorina aaye wiwa ti wiwo ati deede gbọdọ dara ju apejọ axis ẹgbẹ lọ.

Ṣaaju ki idanwo naa bẹrẹ, gbe ori laser lọ si ipo iṣẹ, bẹrẹ kamẹra, ki o ṣatunṣe ifihan rẹ ati ipari gigun ki aworan ti o ya le jẹ aworan ti o han gbangba laarin aaye wiwo. Lakoko ilana fifi lesa, ina ti o jade nipasẹ adagun didà jẹ afihan nipasẹ awọn pipin tito tẹlẹ meji ti a gbe si igun kan ti 45°, ati nikẹhin taara wọ inu chirún kamẹra COMS. Ifihan ina ti o ya lori ẹyọ piksẹli jẹ iyipada sinu ifihan agbara oni-nọmba nipasẹ ọna awọn iyipada ati titẹ sii sinu kọnputa nipasẹ okun netiwọki fun sisẹ aworan.

Idanwo naa nlo irin 45 pẹlu iwọn 200mm × 100mm × 10mm bi sobusitireti cladding. Ṣaaju idanwo naa, oju ti sobusitireti didan ti wa ni didan pẹlu ẹrọ iyanrin lati yọ Layer oxide kuro ati awọn aimọ miiran lori dada. 420 irin alagbara, irin ti wa ni lilo bi awọn cladding lulú, ati awọn oniwe-kemikali akopo ti han ni Table 1.

3 Aworan processing

Nigbati o ba n gba aworan adagun didà, diẹ ninu awọn okunfa kikọlu bii ina lesa, pilasima ati fifọ lulú ni ao gba ati gbigbe si kọnputa papọ pẹlu aworan adagun didà [14]. Ni afikun, aisedeede ti ẹrọ gbigbasilẹ ati ẹrọ gbigbe yoo tun dabaru pẹlu aworan adagun didà ti a gbajọ [15]. Awọn kikọlu wọnyi yoo ṣi awọn itupalẹ ti awọn abuda adagun didà. Nitorinaa, lati le jade ni deede alaye abuda ti o wa ninu adagun didà, aworan adagun didà atilẹba nilo lati ni ilọsiwaju. Ilana gbogbogbo ti sisẹ aworan adagun didà ti han ni Nọmba 2.

3.1 Aworan greyscale

Lakoko cladding lesa, aworan ti a gbekalẹ ni agbegbe adagun didà yatọ si apakan pataki ti awọn agbegbe miiran. Ti a ṣe afiwe pẹlu alaye chromaticity ti aworan naa, alaye imọlẹ ti aworan le dara julọ ṣe afihan awọn abuda ti adagun didà. Nitorinaa, o jẹ dandan lati yi aworan awọ ti kamẹra yi pada si aworan greyscale kan-ikanni kan. Idinku ninu nọmba awọn ikanni dinku iye iṣiro, eyiti o jẹ anfani si ilana algorithm atẹle. Ọna aropin iwọn ni a lo lati ṣe iṣiro iwọn grẹy aworan naa. Ilana iṣiro jẹ: Grey = 0. 299 × R + 0. 587 × G + 0. 114 × B (1)
Nibo ni Grey jẹ iye grẹy ti ẹbun lẹhin iṣiro iwuwo; R, G, ati B jẹ awọn iye grẹy ti pupa, alawọ ewe, ati awọn ikanni buluu ti ẹbun naa lẹsẹsẹ.

3.2 Sisẹ ati denoising

Lakoko ilana imudani aworan adagun didà ati gbigbe, ko ṣeeṣe pe yoo ni ipa nipasẹ ariwo. O jẹ dandan lati kọ aworan adagun didà grẹyscale. Gẹgẹbi àlẹmọ aye ti kii ṣe lainidi, àlẹmọ agbedemeji ni anfani ti yiyọkuro ni imunadoko awọn aaye ẹbun ojiji ni aworan ati idaduro eti aworan naa, eyiti o jẹ anfani si wiwa eti ti o tẹle. Iye grẹy ti aaye ipoidojuko (x, y) lẹhin sisẹ agbedemeji jẹ: Wo agbekalẹ (2) ninu eeya naa

Nibo, Sxy jẹ ipoidojuko gbogbo awọn piksẹli ni agbegbe ti o dojukọ ni aaye (x, y); g (s, t) jẹ iye grẹy ti ẹbun atilẹba ni ipoidojuko yii.

3.3 Adaptive ala iyapa

Ninu aworan adagun didà, iye grẹy ti awọn piksẹli ti o wa ni agbegbe adagun didà ga ju iyẹn lọ ni awọn agbegbe miiran. Nitorinaa, iloro grẹy ti o ni oye le ṣee lo lati ya agbegbe adagun didà kuro ni aworan adagun didà naa. Lakoko ilana fifi lesa, iye grẹy ti aworan adagun didà yi pada ni gbogbo igba. Ọna ipin ala ti o wa titi ko le ya sọtọ ni deede agbegbe adagun-odo ti gbogbo awọn aworan. Lati le ni ilọsiwaju wiwa deede, aworan adagun didà ti wa ni apakan nipasẹ ipin ala ti nmu badọgba. Pipin histogram grẹy ti aworan adagun didà ti han ni Nọmba 3.

Pipin grẹy ti aworan adagun didà ni olusin 3 jẹ ogidi ni agbegbe ti o ga julọ loke 250, eyiti o jẹ itan-akọọlẹ grẹy kan ti o jẹ aṣoju-ọkan. Nitorinaa, ọna ipin ala-ilẹ onigun mẹta ni a lo lati ṣe ilana aworan adagun didà naa. Ilana naa ni lati fa laini titọ lati aaye ti o ga julọ si aaye ti o kere julọ ti greyscale ninu histogram, ati lẹhinna ṣe iṣiro ijinna inaro lati inaro histogram ti o baamu si grẹyscale kọọkan si laini taara, ati yan iye greyscale ti o baamu si aaye ti o jinna julọ bi ala aworan. Alaye ti koodu ipin iye onigun mẹta ti han ni Tabili 2. Aworan alakomeji lẹhin ipin ala ti o ṣe adaṣe ti han ni Nọmba 4.

3.4 Morphological processing

Lẹhin binarizing aworan naa, aworan alakomeji pẹlu awọn eto meji ti agbegbe adagun didà ati agbegbe abẹlẹ ti gba (wo Nọmba 5). O le rii lati aworan 5a pe awọn aaye dudu ṣofo wa ti o ṣẹlẹ nipasẹ ariwo inu agbegbe adagun didà, ati pe awọn aaye ina kekere wa ti o han nipasẹ fifọ lulú lori elegbegbe eti. Awọn abawọn wọnyi yoo ni ipa lori isediwon ti elegbegbe adagun didà, nitorinaa aworan adagun didà naa nilo lati ni imudara siwaju sii. Iṣiṣẹ ti o ni pipade ni iṣelọpọ morphological ni a lo lati faagun aworan naa ni akọkọ ati lẹhinna nu rẹ, eyiti o le yọ awọn iho kekere kuro ni agbegbe ti a ti sopọ; iṣẹ ṣiṣi naa kọkọ bajẹ aworan naa lẹhinna gbooro sii lati yọkuro awọn aaye ọtọtọ kekere ti o wa ni eti elegbegbe naa, ge asopọ awọn ela dín ti o wa ni eti aworan naa, ki o jẹ ki elegbegbe naa rọ. Awọn iṣẹ mejeeji kii yoo yi agbegbe agbegbe adagun didà pada. Lẹhin itọju naa, agbegbe adagun didà ti a ti pa ni a gba, bi o ṣe han ni Nọmba 5b.

3.5 eti isediwon

Lẹhin ti o yapa agbegbe adagun didà, gba eti ti agbegbe adagun didà naa. Isopọpọ agbegbe adagun didà ati agbegbe abẹlẹ jẹ aaye pipin nibiti ẹbun greyscale ti yipada ni iyalẹnu. Eto ti awọn aaye ẹbun wọnyi jẹ eti agbegbe adagun didà. Oṣiṣẹ Canny ni a lo lati rii eti aworan adagun didà, ati àlẹmọ Gaussian onisẹpo meji ni a lo lati dan ati ki o kọ aworan naa. Ọrọ àlẹmọ jẹ: wo agbekalẹ (3) ninu eeya naa

Nibo, (x, y) ni ipoidojuko piksẹli ti aworan naa; α jẹ iyatọ, eyi ti a lo lati ṣakoso imunra.

Lo iyatọ ipari itọsẹ apa akọkọ-aṣẹ lati ṣe iṣiro Jx ati Jy. Gẹgẹbi Jx. ati Jy, ṣe iṣiro iwọn titobi A (x, y) ati itọsọna θ, ati pe a ni; wo awọn agbekalẹ (4) - (7) ninu eeya

Lẹhin ti o ti gba titobi iwọn-gidiẹnti, idinku ti kii-o pọju ni a ṣe, ati awọn ọna ilopo meji giga ati kekere ni a lo lati pinnu eti aworan. Lẹhin sisẹ, agbegbe anular pipade le ṣee gba, ati pe abajade yoo han ni Nọmba 6.

3.6 Isediwon ti yo pool ipari ati iwọn

Adagun yo jẹ ellipse alaibamu, ati pe ipari ati iwọn rẹ ko le ṣe iwọn taara. Nitorinaa, algoridimu onigun ti o kere ju ni a lo lati gba gigun ati alaye iwọn ti adagun yo.

Ni ibamu si eti elegbegbe ti awọn yo pool, oke, isalẹ, osi ati ọtun aala ti awọn yo pool ti wa ni ri lati fi idi awọn ni ibẹrẹ enclosing onigun. Jẹ ki idogba aala oke jẹ x=x1, idogba aala isalẹ jẹ x=x2, idogba aala osi jẹ y=y1, ati idogba ala ọtun jẹ y=y2.
Awọn ipoidojuko aarin O(x0, y0) ti igun onigun ibẹrẹ akọkọ jẹ ipinnu nipasẹ awọn aala mẹrin. Lẹhinna: wo agbekalẹ (8) ninu eeya
Lilo O(x0, y0) gẹgẹbi ipilẹṣẹ ipoidojuko, awọn aake aarin akọkọ ti ara ẹni meji ti wa ni idasilẹ. Awọn ipoidojuko ti awọn aaye meji ni opin inaro jẹ A(l, y0) ati B (c, y0), ati awọn ipoidojuko ti awọn aaye meji ni opin petele jẹ C (x0, l) ati D (x0, k) .
Yi ipo akọkọ pada nipasẹ awọn iwọn θ ni ayika aaye aarin O (x0, y0). Ro pe awọn ipoidojuko ti awọn aaye ipari mẹrin ti ipo akọkọ lẹhin iyipo jẹ A'(xa, ya), B'(xb, yb), C'(xc, yc), ati D'(xd, yd). Lẹhinna: Wo awọn agbekalẹ (9)-(12) ninu eeya.
Tumọ aaye akọkọ. Nigbati 0°<θ<45°, iye x petele n gbe soke tabi isalẹ, ati pe iye inaro yoo ma lọ si osi tabi sọtun. Nigbati 45°<θ<90°, iye y petele n lọ si osi tabi sọtun, ati iye x inaro yoo gbe soke tabi isalẹ.

Nipa yiyi ati itumọ ipo akọkọ ni ọpọlọpọ igba, agbegbe ti igun apade jẹ iṣiro, ati nikẹhin onigun mẹrin pẹlu agbegbe ti o kere julọ ni a yan bi igun apade ti o kere ju ti aworan naa. Sisẹ onigun onigun ti o kere julọ jẹ afihan ni Nọmba 7.

3.7 Didà pool monitoring eto ati kamẹra odiwọn

Lẹhin sisẹ, alaye ti o yẹ ti agbegbe adagun didà, gigun adagun didà, ati iwọn adagun adagun didà ti aworan adagun didà le jẹ jade ni deede. Lati le ṣe atẹle ẹda-ara adagun adagun didà ninu ilana gbigbo lesa ni akoko gidi, imudani aworan adagun didan laser kan ati eto ibojuwo ori ayelujara ti kọ. Mimojuto eto ti wa ni da lori Windows Syeed ati ti wa ni idagbasoke lilo C ++ siseto, OpenCV ìmọ visual processing ìkàwé ati Qt ohun elo. Apa osi ti wiwo naa le ṣe afihan aworan adagun didan atilẹba ati aworan adagun didà ti a ṣe ni akoko gidi. Apa ọtun le ṣe agbejade alaye ti o yẹ ti agbegbe adagun didà, gigun adagun didà ati iwọn adagun didà ti agbegbe adagun didà lọwọlọwọ. Iwọn abajade le fa aworan ila ti agbegbe adagun didà. Ni wiwo akọkọ ibaraenisepo ti eto ibojuwo jẹ afihan ni Nọmba 8.

Tẹ bọtini eto lati yipada awọn paramita ti o ni ibatan kamẹra. Ifihan ati ere le ṣe atunṣe ni akoko gidi ni ibamu si awọn abajade aworan, ati ipo gbigba kamẹra le tun ṣe atunṣe. Module odiwọn ti o wa ni isalẹ le ṣeto aaye isọdọtun pẹlu ọwọ, ati nikẹhin gba iwọn ti o baamu si ẹbun kọọkan nipa kika nọmba awọn piksẹli laarin awọn aaye meji ati ipari ti a fun.

Idanwo naa nlo awo odiwọn ti o kq awọn bulọọki onigun mẹrin dudu ati funfun pẹlu ipari ẹgbẹ kan ti 1.5mm lati ṣe iwọn aworan naa. Ṣatunṣe kamẹra si ipo iṣẹ kanna bi nigba fifi lesa, ki o si gbe awo odiwọn labẹ lẹnsi kamẹra fun rira, bi o ṣe han ni Nọmba 9.

Ṣeto awọn aaye isọdiwọn meji P1 ati P2, ki o ka nọmba awọn piksẹli ti o baamu si bulọki isọdiwọn gigun 1.5mm bi awọn piksẹli 222. Lẹhinna iwọn ẹbun kọọkan jẹ 1.5/222mm, agbegbe adagun didà S = nọmba awọn piksẹli ni agbegbe adagun didà × (1.5/222)², gigun adagun didà L = nọmba awọn piksẹli ti ipari igun onigun ti o kere ju × (1.5/222), àti fífẹ̀ adágún dídà W = iye àwọn piksẹli ti ìwọ̀n igun mẹ́rin tí ó kéré jùlọ × (1.5/222).