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[发明专利]一种水下多相机与IMU一体化标定方法-CN202310759915.X有效
发明人：迟鹏;王玉海;张芩;王振民 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2023-06-27 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G06T7/80 文献下载
摘要：本发明涉及传感器标定技术领域，具体提供了一种水下多相机与IMU一体化标定方法：分别标定各个IMU误差；将所有相机和IMU一起运动；分别录制各个相机图像数据和各个IMU数据；分别对各个相机进行内参粗标定；获取每帧粗定位图像相对于棋盘格的外参，组成粗定位图像的位姿序列；将粗定位图像的位姿序列输入到扩展卡尔曼滤波器系统中，来预测后续时刻图像的位姿向量；求取棋盘格角点像素坐标精确位置和图像位姿序列；标定相机与IMU外参关系，及标定各相机外参关系。该方法可避免棋盘格角点的漏检和误检，提高多相机与IMU标定效率，大幅节约时间成本，为复杂水下环境相机标定提供更稳定的方法。
一种水下多相 imu 一体化标定方法

[发明专利]水陆两用原位电弧增材制造设备及方法-CN201910802549.5有效
发明人：王振民;钟启明;徐孟嘉;张芩 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2019-08-28 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： B23K9/04 文献下载
摘要：本发明提供了一种水陆两用原位电弧增材制造设备，其特征在于：包括宽禁带增材电源、潜水送丝机、焊炬、保护装置、机器人、压缩气装置和保护气装置；所述焊炬与机器人连接，以实现机器人带动焊炬移动进行电弧增材操作；所述宽禁带增材电源、潜水送丝机和焊炬依次连接；所述潜水送丝机还与保护气装置连接；所述宽禁带增材电源分别与压缩气装置和保护气装置连接，以实现压缩气装置和保护气装置的打开和关闭。该设备可实现水陆两用，可形成高挺度高速气幕以形成局部干燥空间，便于获取焊丝与母材之间距离，可提高电弧增材制造工艺质量。本发明还提供一种上述设备的电弧增材制造方法，该方法可实现电弧增材自动化操作。
水陆两用原位电弧制造设备方法

[发明专利]一种焊接图像缺陷识别方法、装置、存储介质及设备-CN202010840939.4有效
发明人：王振民;钟启明;陈浩宇;张芩;吴祥淼 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2020-08-20 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种焊接图像缺陷识别方法、装置、存储介质及设备；其中方法包括：获取待识别的焊接图像；将待识别的焊接图像输入至缺陷识别模型，通过所述缺陷识别模型对所述焊接图像进行识别，得到焊接图像类型，从而判定焊接图像是否存在缺陷以及存在缺陷时的缺陷类型；对初始缺陷识别模型进行训练处理为：利用预训练模型的卷积基结合全连接分类器来构成缺陷识别模型；对缺陷识别模型进行迁移训练；迁移训练是指冻结卷积基，训练全连接分类器，之后对缺陷识别模型进行微调。本发明基于深度学习和迁移学习技术结合，可在样本数量有限情况下实现缺陷识别模型的高效训练，提高焊接图像缺陷识别的准确率。
一种焊接图像缺陷识别方法装置存储介质设备

[发明专利]复杂工况水陆两用原位激光增材制造系统及方法-CN201910802568.8有效
发明人：王振民;钟启明;徐孟嘉;张芩 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2019-08-28 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： B23K26/12 文献下载
摘要：本发明提供了一种复杂工况水陆两用原位激光增材制造系统，其特征在于：包括激光增材SiC电源、激光增材焊炬、送丝机构、机器人、保护气装置、压缩气装置和工控机；所述激光增材SiC电源分别与激光增材焊炬、保护气装置、压缩气装置和送丝机构信号连接；所述工控机与机器人和激光增材SiC电源信号连接；所述激光增材焊炬包括焊炬本体和保护装置。该系统既能为陆上激光增材提供保护氛围，又能为水下激光增材进行排水保护创造局部干燥空间。本发明还提供一种用于上述激光增材制造系统的激光增材制造方法。
复杂工况水陆两用原位激光制造系统方法

[发明专利]一种基于SiC模块的快频变极性TIG焊接电源及系统-CN202210188683.2有效
发明人：王振民;江东航;饶杰;徐孟嘉;张芩;吴祥淼 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2022-02-28 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： B23K9/10 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于SiC模块的快频变极性TIG焊接电源及系统；其中焊接电源包括双路并联功率主电路、控制电路和人机交互系统；双路并联功率主电路包括三相整流滤波电路、快频脉冲电流主电路和变极性电流主电路；快频脉冲电流主电路和变极性电流主电路均包括依次连接的初级逆变电路、高频变压器和超快恢复整流平滑电路；快频脉冲电流主电路还包括依次连接在超快恢复整流平滑电路之后的滤波电感和高频切换电路；变极性电流主电路还包括依次连接在超快恢复整流平滑电路之后的耦合电感和次级逆变换流电路。该焊接电源可缩小体积，动态响应速度快，开关损耗低，能效高，输出波形稳定不失真，可提高焊接质量。
一种基于 sic 模块快频变极性 tig 焊接电源系统

[发明专利]一种快频脉冲电流下焊接电弧的传热特性仿真方法-CN202310175375.0在审
发明人：王振民;卢格;田济语;廖海鹏;张芩 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2023-02-28 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明提供了一种快频脉冲电流下焊接电弧的传热特性仿真方法，包括以下步骤：构建快频脉冲焊接电弧模型；将进行网格划分后的快频脉冲焊接电弧模型导入到Fluent软件；定义保护气体和焊接工件的材料物理性质；指定边界类型和边界条件；设置控制参数和松弛因子；对焊接电弧计算区域和焊接工件计算区域进行初始化；对焊接电弧计算区域进行求解计算；在不同焊接电流下进行快频脉冲焊接电弧仿真，和/或在不同快频频率下进行快频脉冲焊接电弧仿真。该方法能够仿真出在不同焊接电流和不同快频频率条件下的电弧形态和电弧压力曲线，有利于进行电弧收缩效果、电弧径向尺寸、电弧挺度等研究，为电弧焊接选择更佳参数。
一种脉冲流下焊接电弧传热特性仿真方法

[实用新型]一种应用于气管镜下的痰液收集分离装置-CN202222311227.0有效
发明人：张芩;陈颍;石宝玉 -专利权人：张芩
申请日： 2022-08-31 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： A61M1/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了医疗器械技术领域的一种应用于气管镜下的痰液收集分离装置，包括收集分离机体，所述收集分离机体顶端固定安装有固定清洁组件，所述固定清洁组件包括密封盖、固定柱、固定环和毛刷，所述收集分离机体顶端转动连接有密封盖，所述密封盖顶端中部等距固定安装有固定柱，两个所述固定柱外侧共卡接有固定环，所述固定环内侧固定安装有毛刷，所述收集分离机体顶部固定安装有定位防转组件，本实用新型通过固定清洁组件，便于工作人员对固定环位置进行移动固定，降低了工作人员安装固定环难度，从而便于工作人员对毛刷进行安装更换处理，进而便于工作人员对螺纹杆表面附着的杂质进行清理，避免杂质的附着对螺纹杆使用造成影响。
一种应用于气管收集分离装置

[发明专利]一种磁轮吸附式水下MIG焊接机器人-CN202211463309.5在审
发明人：王振民;罗犇德;詹金桦;廖海鹏;张文旭;田济语;张芩;吴祥淼 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2022-11-22 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： B62D57/024 文献下载
摘要：本发明提供了一种磁轮吸附式水下MIG焊接机器人，包括磁吸附小车、送丝装置、焊枪移动装置和焊枪；所述送丝装置和焊枪移动装置分别设置在磁吸附小车上；所述焊枪位于磁吸附小车的一侧；焊枪移动装置通过焊枪臂与焊枪连接，以实现焊枪升降和水平移动；焊枪还通过线缆与送丝装置连接，以实现送丝装置的焊丝输入焊枪。该焊接机器人可实现在复杂几何金属面的有效移动，移动稳定性良好，有利于提高焊接工艺，能以稳定的送丝速度控制焊丝沿着线缆输送至熔池以保证焊缝成形效果。
一种吸附水下 mig 焊接机器人

[发明专利]基于SiC功率器件的局部干法水下快频MIG焊接方法-CN202310044297.0在审
发明人：王振民;贾建军;廖海鹏;田济语;张芩;吴祥淼 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2023-01-30 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： B23K9/167 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于SiC功率器件的局部干法水下快频MIG焊接方法，采用快频脉冲主电路与基值电流主电路叠加输出电流波形对工件进行焊接；快频脉冲主电路和基值电流主电路叠加输出的电流波形带有低、中、高三重频率叠加：在单个低频周期中嵌设有中频波形，中频波形中嵌设有高频脉冲；中频波形由若干连续的高波峰波形与若干连续的中波峰波形组成以形成强弱能量群；利用高频脉冲的电流快速变化来产生强烈磁场，使电流波形产生的电弧根据电流变化方向受到收缩的电磁力，从而形成对熔池的搅拌作用。该MIG焊接方法能够对熔池产生强烈的机械搅拌作用，能解决水下焊接焊缝气孔多、裂纹多和晶粒不均匀等缺陷，大大提升水下焊接质量。
基于 sic 功率器件局部水下 mig 焊接方法

[发明专利]环境探测装置及其修正方法、系统、便携设备及存储介质-CN201910441487.X有效
发明人：盛悦;刘幸偕;张芩;方向忠;姜弘维;祝晓清;陈剑中;孙哲;吴泳江;杨哲峰 -专利权人：上海高智科技发展有限公司;上海交通大学;上海高智特种车有限公司;上海高智网络股份有限公司;上海高智通信研究院有限公司
申请日： 2019-05-24 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： G01S13/93 文献下载
摘要：本发明提供一种环境探测装置及其修正方法、系统、便携设备及存储介质，包括以下步骤：基于预设参数对IMU模块进行初始校准；基于IMU模块采集的数据判断所述环境探测装置是否静止，并在所述环境探测装置处于非静止状态时，对所述IMU模块的航向角进行倾斜补偿；对所述IMU模块的航向角进行误差修正，以获取所述IMU模块的实际偏移角度；基于IMU模块采集的数据判断所述环境探测装置是否直线移动；若是，基于所述实际偏移角度对所述雷达采集的方位角进行修正。本发明的环境探测装置及其修正方法、系统、便携设备及存储介质基于IMU进行运动状态检测，并基于运动状态修正雷达采集的数据，从而有效地减少误报。
环境探测装置及其修正方法系统便携设备存储介质

[发明专利]一种轮式磁吸附水下焊接系统及其焊接作业方法-CN202211463341.3在审
发明人：王振民;詹金桦;罗犇德;廖海鹏;田济语;张芩;吴祥淼 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2022-11-22 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： B23K9/133 文献下载
摘要：本发明提供了一种轮式磁吸附水下焊接系统及其焊接作业方法；其中，水下焊接系统包括水下焊接机器人、水下焊接控制系统、机器人运动控制系统、机器人工作状态数据采集监测系统、水下视觉系统和水上控制柜。该水下焊接系统可实现附着于海洋工程中磁性结构物或船舶磁性外表面进行自动化焊接运动控制，且使水下焊接机器人可与水上焊接电源通信交互后通过水下电力线缆实现焊接能量输出，以及通过水下通信线缆连接水上机器人主控制盒和水上控制柜，令水下焊接机器人可以自动化地监测和调整焊接过程中实时传输的机器人运动控制信号、送丝机控制信号、机器人运行状态、焊接状态参数以及视觉画面，以充分满足水下严苛环境中的焊接作业需求。
一种轮式吸附水下焊接系统及其作业方法

[发明专利]一种全位置局部干法水下快频TIG焊接系统-CN202310044298.5在审
发明人：王振民;贾建军;廖海鹏;田济语;张芩;吴祥淼 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2023-01-30 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： B23K9/167 文献下载
摘要：本发明提供了一种全位置局部干法水下快频TIG焊接系统，包括工控机、水下机器人、SiC快频电源；SiC快频电源包括主电路和控制电路；快频脉冲主电路和基值电流主电路均包括三相全桥整流滤波电路、高频初级逆变电路、高频变压器和整流电路；整流电路由四个肖特基二极管组成全桥整流拓扑结构；快频脉冲主电路还包括高频电流切换电路；高频电流切换电路包括IGBT开关管Q1和IGBT开关管Q2；快频脉冲主电路中，全桥整流拓扑结构通过电感L1与IGBT开关管Q1连接；IGBT开关管Q1通过IGBT开关管Q2和电容C21与焊接负载连接；基值电流主电路中，全桥整流拓扑结构通过电感L2与焊接负载连接。该TIG焊接系统可避免二极管过压击穿，大大提高逆变频率，提升系统可靠性。
一种位置局部水下 tig 焊接系统

[发明专利]一种磁吸附式多自由度水下原位焊接修复装置-CN202211189845.0在审
发明人：王振民;廖海鹏;田济语;罗犇德;张芩 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2022-09-28 - 公布日： 2023-01-03 - 主分类号： B23K9/32 文献下载
摘要：本发明提供了一种磁吸附式多自由度水下原位焊接修复装置，包括移动平台、操作手和巨型排水罩；巨型排水罩包括硬质罩体和软体吸盘；软体吸盘设置在硬质罩体的开口边沿上；操作手搭载在移动平台中；巨型排水罩罩设在移动平台上，硬质罩体通过升降模块与移动平台连接以实现巨型排水罩升降，从而使软体吸盘紧贴焊接区域表面，使得巨型排水罩内部与外界水环境分隔；软体吸盘升高而与焊接区域表面分离；硬质罩体与外部供气装置连接；硬质罩体上布设有若干单向排水阀，以实现将巨型排水罩内部的水向外排出。该焊接修改装置内部腔体相对干燥，修复过程不会受到水下环境的干扰，有利于保证电弧的稳定燃烧，焊缝成形质量高。
一种吸附自由度水下原位焊接修复装置

[发明专利]一种水下空间智能电弧增材原位修复装备-CN202211189950.4在审
发明人：王振民;廖海鹏;田济语;罗犇德;张芩 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2022-09-28 - 公布日： 2023-01-03 - 主分类号： B23K9/04 文献下载
摘要：本发明提供了一种水下空间智能电弧增材原位修复装备，包括磁吸附移动装置、五自由度执行装置和工控机；磁吸附移动装置包括移动车体、外层双目视觉模块和排水结构；五自由度执行装置包括运动模组和旋转刀盘；旋转刀盘可转动地设置在运动模组的末端；旋转刀盘设有用于实现电弧增材制造的电弧增材模块、用于实现激光清洗和激光整形的激光清洗整形模块，以及用于获取修复区域图像信息的激光检测模块；外层双目视觉模块、排水结构和五自由度执行装置设置在移动车体上。该修复装备集成了水下增材修复区域视觉检测、激光清洗、电弧增材修复以及激光精整等功能于一体；实现高效、智能、高质量的海工装备在役过程中的紧急修复。
一种水下空间智能电弧原位修复装备

[发明专利]基于视觉和IMU融合的海洋装备水下损伤三维重建方法-CN202211051347.X在审
发明人：王振民;迟鹏;廖海鹏;田济语;张芩 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2022-08-31 - 公布日： 2022-12-13 - 主分类号： G06T7/80 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于视觉和IMU融合的海洋装备水下损伤三维重建方法，包括如下步骤：在水下环境下进行双目相机的左右相机内参标定，以及双目相机的左右相机与平台IMU外参标定；标定驱动系统各轴上的驱动IMU坐标系和激光传感器坐标系的外参矩阵；基于水下视觉三维重建进行损伤区域识别及粗定位；为水下移动平台规划最优路径，并基于三维重建点云进行局部避障，控制水下移动平台运动到损伤区域附近；规划排水系统轨迹，排水系统进行排水；利用驱动IMU数据确定激光传感器激光的位置，实现损伤区域精细的激光传感器数据三维重建。该方法可提供高精度的损伤区域三维重建结果，可辅助其他设备进行自主修复，提高海洋设备作业效率。
基于视觉 imu 融合海洋装备水下损伤三维重建方法

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