基于实时目标机的TIG焊熔宽视觉传感与控制系统研究的任务书一、研究背景TIG(钨极氩弧焊接)焊接常用于对高质量、高要求的材料进行焊接。它具有焊接过程中无烟、无毒、无排放的优点，因此在航空航天、核工业、电子、光学等领域得到广泛应用。在TIG焊接过程中，焊接熔池的形成和熔宽的大小直接影响焊缝的质量和性能。因此，实时了解焊接熔池状态，准确控制焊接熔宽的大小，对于提高TIG焊接工艺的稳定性和一致性具有重要意义。随着计算机视觉、图像处理、机器人技术的不断发展，基于视觉传感的TIG焊接熔宽控制系统得到了广泛研究。该系统通过图像采集、图像处理、控制算法等技术手段，实现了对焊接过程中熔宽大小的实时感知和控制。然而，目前研究大多基于离线算法，即对焊接过程进行离线采集和分析，再进行控制。该方法无法实现即时控制和实时调整，无法满足实时性需求。因此，基于实时目标机的TIG焊熔宽视觉传感与控制系统研究是当下亟待解决的问题。本课题拟采用高性能嵌入式平台，通过GPU和FPGA等技术手段，实现实时端到端的图像处理和控制算法，进一步提高TIG焊接工艺的稳定性和一致性，为相关领域的工程实践提供支持。二、研究内容本课题的研究内容包括：1.基于实时目标机的TIG焊熔宽视觉传感与控制系统实现原型设计与硬件搭建。2.设计高效的TIG焊熔宽检测算法，针对焊接熔池形状和外形等特征，实现实时化熔宽控制。3.结合实验数据和实际需求建立焊缝熔宽与焊接工艺参数之间的映射关系。4.设计和实现基于深度学习的自适应控制算法，提高控制精度和稳定性。5.设计高效的图像压缩和传输方案，保证图像传输速率和数据准确性。三、预期成果本课题的预期成果包括：1.一套基于实时目标机的TIG焊熔宽视觉传感与控制系统原型，并进行实验验证。2.一种高效的TIG焊熔宽检测算法，实现熔宽控制实时化。3.一种焊缝熔宽与焊接工艺参数之间的映射模型。4.一种基于深度学习的自适应控制算法，提高控制精度和稳定性。5.一种高效的图像压缩和传输方案，保证图像传输速率和数据准确性。四、研究计划2021年9月-2021年10月：调研相关文献，对本课题的研究进行深入分析，确定可行技术路线和方案。2021年11月-2022年2月：进行硬件搭建和软件设计，并进行初步实验验证。2022年3月-2022年6月：完成TIG焊接熔宽检测算法研究和焊缝映射模型的建立。2022年7月-2023年6月：设计和实现基于深度学习的自适应控制算法，并进行整体系统优化和实验验证。2023年7月-2023年9月：完成论文撰写和答辩准备工作。五、研究团队本课题的研究团队包括本科生1名、研究生2名、指导教师1名。学生姓名：XXX指导教师：XXX六、研究经费本课题的研究经费为XXX万元，其中硬件采购经费XXX万元，软件研发经费XXX万元。经费来源为XXXX。