张梅梅，梁志敏, 张亚东

(河北科技大学材料科学与工程学院，河北石家庄 050018)

随着焊接的机械化和自动化，实时地获取焊接过程的状态信息已成为焊接过程质量控制的先决条件。熔池表面三维形貌所承载的丰富信息能够反映焊接过程的稳定性、焊接熔透状态等情况,相比于2D传感获得的熔池长度、宽度等信息，熔池3D传感技术能够获得的高度信息与熔透状态的关系更直接。

熔池3D传感技术研究中用到的视觉测量方法主要有阴影恢复形状法[1-2]、结构光三维视觉测量法[3-7]和双目立体视觉测量法[8-11]。哈尔滨工业大学的赵冬斌等首次引入并改进阴影恢复形状技术，利用复合滤光技术获得了填丝脉冲GTAW 脉冲焊基值期间熔池图像，并由单幅熔池图像计算出了熔池的表面高度[1-2]。但是由于这一方法假设条件过多，模型不成熟，因此计算结果可靠性差。有部分学者，特别是KOVACEVIC等在激光频闪系统的基础上进行了改进，组成了新的“结构光三维视觉”熔池检测系统[3-6]。南昌大学的汪岩峰等则采用小功率的激光器和特制的光栅也获取了熔池表面的多条纹变形激光[7]。SONG针对上述方法对熔深较大(>0.5 mm)的部位失效的问题，提出了增加成像屏，虽解决了这一问题，却增加了熔池重建算法的复杂性。MNICH等采用2个高速摄像机构成的立体视觉系统，同时拍摄熔池的图像，对图像进行校正，应用立体匹配算法进行熔池的三维重建，给出了熄弧瞬间熔池的三维重建结果。由……