(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210465461.0 (22)申请日 2022.04.29 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114654101 A (43)申请公布日 2022.06.24 (73)专利权人 中建四局安装工程有限公司 地址 550002 贵州省贵阳市南明区甘 平路 30号 (72)发明人 屠言辉　李沪　王勇锋　吴家雄　 王义俊　刘民友　刘强　谢海林　 (74)专利代理 机构 成都行之智 信知识产权代理 有限公司 5125 6 专利代理师 粟卉 (51)Int.Cl. G06T 7/73(2017.01)G06T 7/11(2017.01) G06T 7/136(2017.01) G06T 7/194(2017.01) G06T 7/246(2017.01) G06V 10/25(2022.01) B23K 26/362(2014.01) B23K 26/0622(2014.01) B23K 26/70(2014.01) 审查员 王杰 (54)发明名称 一种激光除锈方法及激光除锈装置 (57)摘要 本发明公开了一种激光除锈方法及激光除 锈装置， 包括通过视觉激光确定第一个待除锈区 域， 并预测第二个待除锈区域； 将除锈激光与第 一个待除锈区域对应， 并通过除锈 激光对第一个 待除锈区域进行除锈操作； 根据预测的第二个待 除锈区域的位置， 使第二个待除锈区域与视觉激 光、 除锈激光对应， 对第二个待除锈区域进行除 锈操作， 并预测第三个待除锈区域； 重复上述步 骤， 直至完成除锈； 本发明通过视觉激光对待除 锈钢材上的锈蚀区域进行定位， 并通过除锈激光 对锈蚀区域进中第一个待除锈区域进行除锈， 并 根据锈蚀区域的特征点的走向， 预测第二个待除 锈区域， 从而实现精准除锈， 避免出现需要全面 除锈的情况。 权利要求书3页 说明书10页 附图4页 CN 114654101 B 2022.11.08 CN 114654101 B 1.一种激光除锈方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 通过视觉激光确定第一个待除锈区域， 并预测第二个待除锈区域； 将除锈激光与第一个待除锈区域对应， 并通过除锈激光对第 一个待除锈区域进行除锈 操作； 根据预测的第二个待 除锈区域的位置， 使第二个待 除锈区域与视觉激光、 除锈激光对 应， 对第二个待除锈区域进行除锈 操作， 并预测第三个待除锈区域； 根据预测的第n个待除锈区域的位置， 使第n个待除锈区域与视觉激光、 除锈激光对应， 对第n个待除锈区域进行除锈 操作， 并预测第n+1个待除锈区域， n 为大于2的自然数； 对n进行迭代并重复上述 步骤， 迭代步长为1， 直至 完成除锈； 其中， 通过视觉激光确定第一个待 除锈区域， 并预测第二个待 除锈区域的方法包括以 下方法： 投射激光条纹至待 除锈表面， 将视觉范围内的激光条纹图像转化为灰度图， 统计激光 条纹图像纵轴方向灰度值总和； 确定灰度值总和的极值点， 并获取对应位置的激光条纹图像的横坐标和纵坐标， 以此 横坐标和纵坐标为中心点， 确定第一个感兴趣区域， 并将第一个感兴趣区域设定为第一待 除锈区域； 在第一个感兴趣区域内标记多个特 征点， 标记方法为： 特 征点的灰度值大于背景阈值； 确定参考特征点， 获得参考特征点的变化规律， 并预测第一个感兴趣区域外的特征点 位置； 根据预测的第一个感兴趣区域外的特征点位置， 预测第二个感兴趣区域， 并将其设定 为第二待除锈区域。 2.根据权利要求1所述的一种激光除锈方法， 其特征在于， 预测第 三个待除锈区域的方 法包括： 视觉激光获取 预测的第二个感兴趣区域内的激光条纹图像， 并转 化为灰度图； 在第二个感兴趣区域内标记多个特 征点， 标记方法为： 特 征点的灰度值大于背景阈值； 确定参考特征点， 获得参考特征点的变化规律， 并预测第二个感兴趣区域外的特征点 位置； 根据预测的第二个感兴趣区域外的特征点位置， 预测第三个感兴趣区域， 并将其设定 为第三待除锈区域。 3.根据权利要求2所述的一种激光除锈方法， 其特征在于， 参考特征点的获得方法包 括： 通过LK光流法计算相邻时刻特征点的运动矢量， 光流方程为： Ixu+Iyv+It＝0， 其中， Ix、 Iy、 It分为t时刻激光 条纹图像 I的特征点灰度值对x、 y、 t方向求导， x、 y分别为横坐 标方向和 纵坐标方向， u、 v分别为x、 y方向的光 流速率； 确定光流方程误差函数： 其中， 在空间范围w内的光 流为定值； 对误差函数求 导， 并确定该 特征点的光 流矢量：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114654101 B 2确定t时刻的特征点的位置xt， 并用光流法跟踪该特征点k步， 获得前向轨迹： Tf,k＝(xt, xt+1,…,xt+k)； 向后跟踪特 征点xt+k到t时刻， 获得验证轨 迹： 使用欧式公式获取前向 ‑后向误差： 为t时刻通过光流法后向跟踪得到 的特征点位置； 获取误差值小于设定值的特 征点， 并选用为 参考特征点。 4.根据权利要求1所述的一种激光除锈方法， 其特 征在于， 除锈激光的除锈方法包括： 建立一维线 性热传导 ‑能量守恒方程： 其中T为温度， j为导热系数， ρ 为材料密度， c为材 料热容， Q为激光外 部热源； 建立激光除锈方程： 其中， h为锈层厚度， s为除锈时间， A为待除锈钢材 对激光的反射系数， I0为激光的能量密度， β 为待除锈钢材对激光能量的吸收系数， θ(h,s) 为初表温度变化 值， τ 为激光脉宽； 通过有限差分方法求解除锈方程， 获得不同h、 s、 I0、 Q、 τ 之间的对应关系， 并控制除锈激 光对待除锈区域发出 脉冲激光。 5.一种激光除锈装置， 其特征在于， 用于实施如权利要求1 ‑4中任一项所述的一种激光 除锈方法， 所述装置包括： 基座(1)； 并联设置的上料组件(2)和除锈组件(3)， 所述上料组件(2)和所述除锈组件(3)均固定 设置在所述基座(1)上， 所述上 料组件(2)内设置有 待除锈的钢管(20 0)； 移动组件， 其设置在所述上料组件(2)和所述除锈组件(3)之间， 且用于将所述上料组 件(2)内的待除锈钢管(20 0)移动至所述除锈组件(3)内； 发射视觉激光的视 觉激光组件； 发射除锈激光的除锈激光组件(4)， 所述视觉激光组件和所述除锈激光组件(4)对应设 置在所述除锈组件(3)内。 6.根据权利要求5所述的一种激光除锈装置， 其特 征在于， 所述上 料组件(2)包括： U型上料结构(21)， 其具有水平设置的上料底板和两个垂直设置的上料侧板， 所述钢管 (200)放置在所述U型 上料结构(21)内， 且与所述上 料侧板平行设置； 上料传送辊轴(22)， 多个所述上料传送辊轴(22)位于同一水平面， 且所述上料传送辊 轴(22)的两端分别与两个所述上 料侧板垂直 转动连接；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114654101 B 3