CN107809986A - 焊接视觉系统中图像捕获和显示的用户配置 - Google Patents

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Abstract

焊接帽(20)包括摄像头(303)、显示器(304)、存储器(211、30、411)和电路。焊接帽(20)可操作以：通过摄像头(303)捕获在样品工件(24)上执行的第一实时焊接操作的图像；将捕获的第一实时焊接操作的图像存储到存储器(211、30、411)；在显示器(304)上回放存储的第一实时焊接操作的图像；在回放期间并且基于捕获的图像选择将用于第二实时焊接操作的焊接帽(20)的图像捕获设置；使用所选择的图像捕获设置，通过摄像头(303)捕获第二实时焊接操作的图像；以及在显示器(304)上实时显示(304)第二实时焊接操作的图像。

Description

焊接视觉系统中图像捕获和显示的用户配置
背景技术
本发明通常涉及焊接系统，且更具体地，涉及用于记录焊接操作以便后期回顾、分析、教学等的方法和系统。
焊接是一种工艺，在所有行业中日益普遍。尽管这种工艺在某些环境下可以是自动化的，但仍然继续存在大量的需要由技术精通的焊接技术人员进行手动焊接操作的场合。然而，随着熟练焊工的平均年龄的上升，未来合格的焊工的资源将减少。此外，焊接训练过程存在着许多效率低下之处，可能导致许多训练不当的学生进入焊接劳动人员中，而阻止了其它可能的年轻焊工进行继续教育。例如，课堂演示并不能使所有的学生清楚焊接工艺。另外，学生在焊接过程中教员的反馈常常受到环境的限制。
发明内容
焊接操作的视频演示在焊接操作的焊工的头盔上得以呈现。在样品工件上的焊接操作在视频中被捕获并存储。所存储的捕获的视频在焊工头盔内置的显示器上向焊工回放。焊工重新观看回放视频，同时调整摄像头的播放特征。调整之后，进行第二实时焊接操作并利用调整后的特征向焊工显示。
附图说明
图1示出根据本发明的电弧焊接系统。
图2是图1中系统的焊接设备的框图。
图3是图1中系统的焊接帽的透视前侧视图。
图4是图3中焊接帽的电路的框图。
图5A-5C示出了可根据正在进行的焊接的各个图像而确定的各种参数。
图6是示出了用于配置并操作图3和图4中的焊接帽的示例过程的流程图。
图7示出了不同图像捕获设置和/或图像显示设置的并排视图。
具体实施方式
本公开的各方面提供了用于捕获并回顾焊接操作的方法和系统。本方法和系统允许在焊接操作中捕获视频和音频数据，以及不时响应于这些视频和音频数据的在需要时所测量或计算的实际焊接参数。在本公开的一个实施例中，焊接记录系统安装在焊工头盔之内或之上，头盔包括摄像头装配单元、电源单元、处理器和和移动存储器。焊接记录系统可与透镜控制电路、光传感器、焊接电源和/头盔位置传感器接口。可提供逻辑用于触发并记录视频和音频信号，这些信号可存储在文件中以便将来参考。
信号可从一个或多个这样的焊接记录系统中传送到监控台用于显示。在本公开的一个实施例中，执行图像处理算法，用于将多个图像与各种参数(例如，曝光次数、光圈设置和/或诸如此类)相结合，转变成焊接和其周围的视觉图像。在一个实施例中，提供了实时回放，例如用于指导、监控等。
参照图1，示出了示例焊接系统10，其中焊工/操作员18戴着焊接帽20并且正在使用焊炬504焊接工件24，电能或燃料经由导管14由焊接设备12输送到焊炬504。焊接设备12可包括电源或燃料源、可选的是惰性保护气体源、以及在需要自动提供焊丝/填充材料时的焊丝进给机。图1的焊接系统10可配置为通过任何已知的技术形成焊接接头512，包括焰焊焊接技术，如氧燃料焊接；以及电焊焊接技术，如保护金属极电弧焊(即粘结焊)、惰性气体金属电弧焊(MIG)、药芯焊丝电弧焊(FCAW)、惰性气体保护钨极焊(TIG)以及电阻焊。惰性气体保护钨极焊可不涉及外部填充金属或可涉及手动、自动或半自动外部金属填料。
任选地在任何实施例中，焊接设备12可以是向焊炬504的可消耗或不可消耗电极16(例如在图5中更好地示出)提供直流电流(DC)或交流电流(AC)的电弧焊接设备，焊炬504可以是惰性气体保护钨极焊(TIG)炬、惰性气体金属电弧焊(MIG)炬或药芯焊丝焊炬(通常称为药芯焊丝枪)，或焊条电极钳(通常称为焊刺)。电极16将电流输送到工件24上的焊接点上。在焊接系统10中，操作员18通过操纵焊炬504以及触发电流流动的起止而控制电极16的位置和操作。当电流在流动时，电弧26在电极和工件24之间形成。导管14和电极16因此输送充足的电流和电压以在电极16和工件之间产生电弧26。电弧26局部地将工件24和供应给焊接接头512的焊丝或焊条(在可消耗电极的情况下为电极16或在不可消耗电极的情况下为单独的焊丝或焊条)在电极16和工件24之间的焊接点融化，从而在当金属冷却时形成焊接接头512。
如图所示以及如下更详细描述，焊接设备12和焊接帽20可通过链路25通信，通过这个链路焊接帽20可控制焊接设备12的设置和/或焊接设备12可向焊接帽20提供关于其设置的信息。尽管示出的是无线链路，但是该链路可以是无线、有线或光链路。
图2示出根据本公开的各方面的示例焊接设备。图2的焊接设备12包括天线202,、通信端口204、通信接口电路206、用户接口模块208、控制电路210、电源电路212、焊丝进给机模块214以及气体供应模块216。
天线202可以是适合于通信链路25使用的频率、功率水平等的任何类型的天线。
通信端口204可包括，例如双绞线以太网端口、USB端口、HDMI端口、无源光网络(PON)端口，和/或用于与有线电缆或光缆相接口的任何合适的端口。
通信接口电路206可操作以将控制电路210与天线202和/或端口204接口以传送并接收操作。为传送操作，通信接口206可从控制电路210中接收数据并将数据分组，并根据通信链路25上使用的协议将数据转化为物理层信号。为接收操作，通信接口可通过天线202或端口204接收物理层信号，从接收的物理层信号中恢复数据(解调、解码等)，并将数据提供给控制电路210。
用户接口模块208可包括机电接口组件(例如屏幕、扬声器、麦克风、按钮、触摸屏等)和相关驱动电路。用户接口208可响应于用户输入(例如屏幕触摸、按钮按压、语音命令等)产生电信号。用户接口模块208的驱动器电路可调节(例如方大、数字化等)信号并将其传送到控制电路210。用户接口208可响应于来自控制电路210的信号产生听觉、视觉和/或触觉输出(例如通过扬声器、显示器和/或电机/致动器/伺服机等)。
控制电路210包括电路(例如微控制器和存储器)，其可操作以处理来自通信接口206、用户接口208、电源212、焊丝进给机214和/或气体供应216的数据；以及输出数据和/或控制供应到通信链路206、用户接口208、电源212、焊丝进给机214和/或气体供应216的信号。
电源电路212包括用于产生待经由导管14输送到焊接电极的电能的电路。电源电路212可包括，例如一个或多个电压调节器、电流调节器、逆变器和/或诸如此类。电源电路212输出的电压和/或电流可由来自控制电路210的控制信号控制。电源电路212还可包括用于将当前电流和/电压向控制电路210报告的电路。在一个实施例中，电源电路212可包括用于测量导管14(在导管14的任一端或两端)上的电压和/或电流的电路，从而使所报告的电压和/或电流是实际值而并不只是基于校准的期望值。
焊丝进给机模块214配置为向焊接接头512(图5C)输送可消耗焊丝电极16。焊丝进给机214可包括，例如用于固定焊丝的绕线盘、用于将焊丝拉离绕线盘以向焊接接头512输送的致动器、以及用于控制制动器输送焊丝速率的电路。致动器可基于来自控制电路210的控制信号而控制。焊丝进给机214还可包括用于将当前焊丝速度和/或剩余焊丝量向控制电路210报告的电路。在一个示例性实施例中，焊丝进给机模块214可包括用于测量焊丝速度的电路和/或机械组件，以便所报告的速度是实际值而不只是基于校准的期望值。
气体供应模块216配置为经由导管14提供保护气体以供在焊接过程中使用。气体供应模块216可包括用于控制气体流速率的电控阀。电控阀可通过来自控制电路210(其可通过焊丝进给机214路由或直接来自如虚线所指示的控制电路210)的控制信号而控制。气体供应模块216还可包括用于将当前气体流速率向控制电路210报告的电路。在一个实施例中，气体供应模块216可包括用于测量气体流速率的电路和/或机械组件，从而使所报告的速度是实际值而不只是基于校准的期望值。
参照图3和图4，头盔20包括壳体306，在其内或其上安装有：一个或多个摄像头303、显示器304、机电用户接口308、天线402、通信端口404、通信接口406、用户接口驱动器408、中央处理单元(CPU)控制电路410、扬声器驱动器电路412、图像处理单元(GPU)418和显示器驱动器电路420。摄像头303中的每一个包括一个或多个光学组件302和图像传感器416。在其它实施例中，头盔20可以是例如面具或护目镜的形式。
摄像头的光学组件302a，302b中的每一个包括，例如一个或多个透镜、滤光器和/或其他用于捕获例如从红外到紫外线范围的光谱中的电磁波的光学组件。光学组件302a，302b分别用于两个摄像头并且设置在接近头盔20的佩戴者的双眼的中心，以捕获头盔20的佩戴者的视野的立体图像(以任意合适的帧率，范围从静止的图片到30fps、100fps或更高的视频)，如同从透镜中观察一样。
显示器304可包括，例如LCD，LED，OLED，电子墨水屏和/或任何其他合适的可操作以将电信号转化为头盔20的佩戴者可观察到的光信号的显示器。
机电用户接口组件308可包括，例如，响应于用户输入而产生电信号的一个或多个触摸屏元件、扬声器、麦克风、物理按钮等。例如，机电用户接口308可包括安装在显示器304(即在头盔20的外部)背面的电容、电感、或电阻触摸屏传感器，其能使头盔20的佩戴者与显示在显示器304(即在头盔20的内部)前部的用户接口元件进行交互。在一个实施例中，光学组件302、图像传感器416和图像处理单元418可作为用户接口组件308操作，方式为通过允许用户与头盔20通过例如由光学组件302和图像传感器416捕获并由图形传感器418进而解释的手势进行交互。例如，诸如即将被做出的将把手顺时针旋转的手势可被解释为产生第一信号，而诸如即将被做出的将把手逆时针旋转的手势可被解释为产生第二信号。
天线402可以是适合于通信链路25使用的频率、功率水平等的任何类型的天线。
通信端口404可包括，例如双绞线以太网端口、USB端口、HDMI端口、无源光网络(PON)端口，和/或用于与有线电缆或光缆相接口的任何合适的端口。
通信接口电路406可操作以将控制电路410与天线402和/或端口404接口以传送并接收操作。为传送操作，通信接口406可从控制电路410中接收数据并将数据分组，并根据通信链路25上使用的协议将数据转化为物理层信号。待传输的数据可包括，例如，用于控制焊接设备12的控制信号。为接收操作，通信接口406可通过天线402或端口404接收物理层信号，从接收的物理层信号中恢复数据(解调、解码等)，并将数据提供给控制电路410。接收到的数据可包括，例如，当前电流设置的指示和/或焊接设备12(例如，电压、电流强度和/或焊丝速度设置和/或测量)的实际测量输出。
用户接口驱动器电路408可操作以调节(例如，放大、数字化等)来自用户接口组件308的信号。
控制电路410可操作以处理来自通信接口406、用户接口驱动器408和图像处理单元418的数据，并产生待输出到扬声器驱动器电路412、图像处理单元418和通信接口406的控制和/或数据信号。
输出到通信接口406的信号可包括，例如，用于控制焊接设备12的设置的信号。这种信号可基于来自图像处理单元418和/或用户接口驱动器408的信号而产生。
来自通信接口406的信号包括，例如，焊接设备12当前设置和/或实际测量输出的指示(例如经由天线402接收)。
扬声器驱动器电路412可操作以调节(例如，转化为模拟、放大等)来自控制电路410的信号用于输出到用户接口组件308的一个或多个扬声器。这种信号可，例如，携带音频以警告头盔20的佩戴者焊接参数超出规定，以向头盔20的佩戴者提供音频指令等。例如，如果焊炬的运行速度确定为过慢，则这种警告可包括发出声音“过慢”。
到达图像处理单元418的信号包括，例如，用于控制呈现在显示器304上的用户接口的图像元件的信号。来自图像处理单元418的信号包括，例如基于图像传感器416捕获的像素数据的分析而确定的信息。图像传感器416可包括，例如，可操作以将来自摄像头303的光信号传化为数字像素数据并将像素数据输出到图像处理单元418的CMOS或CCD图像传感器。
图像处理单元418可操作以接收并处理来自图像传感器416的像素数据(例如，立体或二维图像)。图像处理单元418向控制电路410输出一个或多个信号，并将像素数据通过显示器驱动器420向显示器304输出。
由图像处理单元418进行的像素数据处理可包括，例如，分析像素数据，例如条形码、部件号、时间戳、工序等，以实时(例如，等待时间小于100ms，或更优选地小于20ms，或仍更优选地小于5ms)确定以下中的一个或多个：工件24的名称、大小、部件号、金属类型或其他特征；焊炬504、电极16和/或填充材料的名称、大小、部件号、金属类型或其他特征；待焊接的接头512的几何形状的类型；在捕获视野范围内物品(例如电极、工件等)的2-D或3-D位置，用于视野内在进行中的焊接的一个或多个焊接参数(例如，诸如下文参考图5A、5B和5C所描述的)；视野中一个或多个物品(例如，正在被焊接的接头或工件的大小、焊接过程中形成的焊珠的大小、焊接过程中形成的熔池的大小，等等)的测量值；和/或可从像素数据中收集并可有助于实现更好的焊接、训练操作员、校准系统10等的任何其他信息。
从图像处理单元418向控制电路410输出的信息可包括根据像素分析而确定的信息。
从图像处理单元418向显示器304输出的像素数据可为头盔20的佩戴者提供介导现实视角。在这样的视角下，佩戴者体验呈现在显示器304上的视频如同通过透镜观看一样。图像可通过屏幕上的显示器得到增强和/或补充。画面增强(例如，调整对比度、亮度、色饱和度、锐度等)可使得头盔20的佩戴者看到仅利用透镜看不到的东西。屏幕上的显示器可包括叠加在视频上的文本、图像等，这些文本和图像等用以提供从控制电路410接收到的焊接设备的设置的视觉化图像和/或根据像素数据分析而确定的信息的视觉化图像。
显示器驱动器电路420可操作以产生用于显示器304的信号(例如偏置和定时信号)以及调节(例如级位调节同步、打包、格式化等)来自图像处理单元418的像素数据用于向显示器304传送。
图5A-5C示出了可根据正在进行的焊接的各个图像而确定的各种参数。作为参照示出了坐标轴。在图5A中，Z轴指向纸的顶部，X轴指向纸的右边，Y轴指向纸的内部。在图5B和5C中，Z轴指向纸的顶部，Y轴指向纸的右边，X轴指向纸的内部。
在图5A-5C中，焊接设备12包括将可消耗电极16送进工件24的焊接接头512的MIG焊炬504。在焊接操作中，MIG焊炬504的位置可通过参数限定，参数包括：触尖到工件距离506或507、运行角度502、作业角度508、运行速度510和瞄准。
触尖到工件距离可包括如图5A所示从焊炬504尖端到工件24的垂直距离506。其他实施例中，触尖到工件距离可以是在焊炬504到工件24的角处的焊炬504到工件24的距离507。
运行角度502是焊炬504和/或电极16沿着运行轴(在图5A-5C所示的示例中是X轴)的角度。
作业角度508是焊炬504和/或电极16垂直于运行轴的(在图5A-5C所示的示例中是Y轴)的角度。
运行速度是焊炬504和/或电极16沿着正在被焊接的接头512移动的速度。
瞄准是相对于待焊接的接头512的电极16的位置的量度。瞄准可被测量为，例如从处于垂直方向的接头512的中心朝向运行方向。例如，图5C描绘了示例瞄准量度516。
参照图6，流程图示出了焊接工件24的过程。待焊接的初始工件是样品工件，通常称为“附单”。即，初始工件可以是，例如，具有与在第二焊接中待之后焊接的第二个工件相同或相似特征(例如，金属类型、待焊接的接头大小，和/或诸如此类)的报废金属块。
在框602处，焊工18为试验焊接做准备。样品工件以及电极相对于摄像头透镜302a和302b的视野放置到位。此外，焊工18利用用户接口组件308配置焊接设备12的一个或多个设置。例如，从头盔20到焊接设备的信号可选择恒定电流或恒定电压模式，设定标称电压和/或标称电流，设定电压极限和/或电流极限，设定焊丝速度和/或诸如此类。焊工18而后启动实时试验焊接模式。例如，焊工18可给出进入实时试验焊接模式的语音命令，该命令通过头盔20的用户接口组件308得到响应。控制电路410根据命令配置头盔20的组件，以在显示器304上显示第一实时试验焊接用于焊工观看。焊工在显示器304上观看焊接情景并控制电极16的操作和定位。控制电路410还可响应语音命令并向焊接设备12发送信号以触发焊接设备12中的试验焊接模式。例如，控制电路210禁用锁定从而当焊工拉动焊炬上的触发器时电量经由电源212输送到电极16。焊丝进给机214和气体供应216还可相应地被激活。框602因此代表焊工将焊接系统设置在焊接模式以便样品工件可被焊接的步骤。
在框603处，配置了初始图像捕获设置和/或图像显示设置。图像捕获设置可包括，例如，光学组件302(例如，光圈、焦距、滤光器暗度等)的设置和图像传感器416(例如曝光次数、偏置电流和/或电压，和/或诸如此类)的设置。图像显示设置可包括，例如，由图像处理单元418和显示器驱动器420处理并显示在显示器304上的图像的基本图像处理设置，例如亮度、对比度、锐度、颜色、色调，和/或诸如此类。图像显示设置可在图像处理单元418、显示器驱动器420和/或显示器304中设置。
图像显示设置还可(或可选地)包括，例如，控制来自两个或多个图像传感器416的像素数据组合的参数的设置。在一个实施例中，具有较暗滤光器(“暗”图像传感器)的第一图像传感器和具有较亮滤光器(“亮”图像传感器)的第二图像传感器可捕获相同的视野并且图像处理单元418可执行算法以决定如何将来自两个传感器的像素数据组合起来。例如，对于每一个像素，该算法可确定是否采用来自暗图像传感器的全部像素、亮图像传感器的全部像素、或来自两个传感器的像素数据的加权组合。
图像显示设置还可(或可选地)包括焊接特定图像处理设置，例如“熔池增强”和“接头增强”设置，其可确定，例如，来自多个图像显示器的像素如何组合和/或基本图像处理设置如何应用于逐像素(或以像素组为基础的组像素)。
仍参照框603，在一个实施例中，初始图像捕获设置和/或初始图像显示设置可由佩戴头盔20的焊工通过用户接口组件308手动选择，由焊工头盔20的电路自动选择，或以上二者的结合(例如，电路为图像捕获设置和/或图像显示设置提供多个选项并且焊工从这些选项中选择)。在自动或半自动的情况下，头盔的电路可根据待执行的焊接的特征来选择(或建议)初始图像捕获和/或初始图像显示设置。待执行的焊接的特征可根据关于焊接(例如，根据从服务器30检索的电子工作指令)的已知信息来确定。可选地(或另外地)，待执行的焊接的特征可根据头盔20执行的图像分析而确定。待执行的焊接的特征可包括，例如：待焊接的金属类型、待使用的焊炬类型、待使用的填充材料类型、待焊接的接头的大小和/或角度、待使用的焊丝速度设置、待使用的电压和/或电流强度、待执行焊接的环境条件(湿度、照明、温度和/或诸如此类)、待用于焊接的目标/标称焊接参数、根据对捕获的图像的分析而实时确定的实际焊接参数，和/或诸如此类。这些特征可用于，例如，预测电弧亮度并且初始图像捕获设置和/或初始图像显示设置可配置为适应这种电弧亮度。这些特征可用于，例如，预测图像对比度并且初始图像捕获设置和/或初始图像显示设置可配置为适应这种对比度。
在框604，焊工18激活焊炬504的触发器并且焊接操作的图像开始被摄像头303捕获并呈现在显示器304上。图像的像素数据也被存储。像素数据可被存储在位于单独存储器30的多媒体文件中，和/或像素数据可存储在位于头盔20中的存储器411中的多媒体文件中，或存储于位于焊接设备12中的存储器211中。例如，当操作员拉动触发器时，摄像头303开始捕获图像(例如，每秒30帧或更高)。操作员开始焊接，相对于待焊接的接头移动电极16，同时电量被输送到电极16。电极16在焊接中沿着接头前进，并且捕获的像素数据被处理并存储。在一个实施例中，这些事件可以经排序以便首先开启图像捕获并允许几个帧，在此期间上述框603开始进行。如此可确保即使在焊接操作最开始时也能有足够的图像质量。
在一个实施例中，可存储来自图像传感器的原始数据。在一个实施例中，像素数据可在经图像处理单元418处理之后存储。在一个实施例中，图形捕获设置在试验焊接过程中可变化，以便所存储视频的不同帧代表不同的图像捕获设置。
在框608处，完成了在样品工件上的第一焊接操作。
在框610处，焊工在佩戴头盔20时重放所存储的视频，将视频在头盔20的显示器304上回放。用户接口组件308由焊工操纵以使得焊接视频重放。控制电路410通过用户接口驱动器408接收用于回放的请求信号。控制电路410进而从存储器中检索所存储的视频数据，例如通过天线402或端口404从存储器30中，并将检索到的数据提供给处理视频数据的图像处理单元418并通过显示器驱动器420将其输出到显示器304。
在重放中，因为不需要向电极16的手动操作给予注意力，因此焊工18可集中全部注意力于显示器304上呈现的视频。因视频代表了当焊工18执行第二焊接时将会看到的情景，因此视频提供了用于选择在后续焊接中会用到的图像捕获设置和/或图像显示设置的良好的参考点。焊工18可，利用用户接口组件308，在代表各种图像捕获设置的帧之间循环，并且，基于那些对他/她来说看起来最好的帧，选择其中一些作为待后续焊接使用的图像捕获设置。同样，焊工可利用用户接口组件308，调整图像显示设置并且，基于那些对他/她来说看起来最好的图像显示设置，和/或提供期望的效果(例如熔池增强、接头增强等)，选择其中一些作为待后续焊接使用的图像显示设置。一旦焊工18看到他/她觉得可以提供焊接过程的最佳视角的图像捕获设置和/或图像显示设置，则焊工18可触发保存此设置到存储器。(例如存储到存储器211，411和/或服务器30的存储器)。这些设置可与具有焊工18的用户档案的存储器相关联，以便焊工18可在晚些时候将其再调用，甚至在不同的头盔20上。
在一个实施例中，视频帧在重放过程中可被改变范围和/或剪辑，以便录像的多个帧可同时呈现在显示器304上，用于并排对比不同图像捕获设置和/或不同图像显示设置。此种实施例的示例如下参照图7描述。
在框614处，焊工将焊接系统置于焊接模式以在第二个工件24上执行第二实时焊接操作。这种执行类似于以上讨论的框602。第二个工件不是样品，而是期望待焊接的原始工件。
在框616处，进行第二实时焊接操作。在第二实时焊接操作期间，存储于框612的图像捕获设置和/或图像显示设置被用于捕获和/或显示第二焊接操作的实时图像。
在一个实施例中，视频帧在实时回放过程中可被改变范围和/或剪辑，以便实时图像的多个版本可同时呈现在显示器304上，用于并排观看不同图像捕获设置和/或不同图像显示设置。例如，间隔帧可以以不同的图像捕获设置和/或图像显示设置而被捕获并实时并排呈现在显示器304上。其中一个帧可具有改善图像(例如电弧)特征的第一部分的视角的图像捕获和/或图像显示设置，并且其他帧可具有改善图像(例如焊缝)特征的第二部分的视角的图像捕获和/或图像显示设置。此种实施例的示例如下参照图7描述。可选地，间隔帧可能不会同时显示，但是焊工18可自如地(例如使用语音命令)，例如，在以第一设置捕获和显示的奇数帧与以第二设置捕获并显示的偶数帧之间切换。
现参照图7，所示出的是一个实施例，其中多个图像并排呈现在头盔20的显示器304上。示出的是三个图像702、704和706。
在一些情况下，702、704和706中的每个图像可以是存储的试验焊接的视频的不同帧。在这种情况下，其中的每个帧都可利用不同图像捕获设置而捕获。相应地，三个图像702,704,706提供不同图像捕获设置的并排对比，从而焊工18可确定哪一个图像捕获设置他/她认为能产生观看视频的最佳视野。因为视频中的试验焊接与后续待执行的焊接共享了大多数(如果不是全部)的特征，因此利用此种设置用于后续焊接将有可能为焊工18提供后续焊接的良好视角。在这种情况下，图像覆盖712、714和716可显示出曾用于其相应图像的图像捕获设置。
在一些情况下，702、704、706中的每一个图像可以是存储的试验焊接的视频的相同帧，但应用的是不同的图像显示设置。相应地，三个图像702、704、706提供不同图像显示设置的并排对比，从而焊工18可确定哪一个图像显示设置他/她认为能产生观看视频的最佳视野。因为视频中的试验焊接与后续待执行的焊接共享了大多数(如果不是全部)的特征，因此利用此种设置用于后续焊接将有可能为焊工18提供后续焊接的良好视角。在这种情况下，图像覆盖712、714和716可显示出正在为其相应图像而被应用的图像显示设置。
根据本公开的一个实施例，焊接帽(例如头盔20)包括摄像头(例如303)、显示器(例如304)、存储器(例如411)以及电路(例如308、408、410、418和420)。焊接帽可操作以通过摄像头捕获在样品工件上执行的第一实时焊接操作的图像；将捕获的第一实时焊接操作的图像存储到存储器；在显示器上回放存储的第一实时焊接操作的图像；在回放期间基于捕获的图像选择将用于第二实时焊接操作的焊接帽的图像捕获设置；使用所选择的图像捕获设置，通过摄像头捕获第二实时焊接操作的图像；以及在显示器上实时显示第二实时焊接操作的图像。焊接帽可操作以在回放期间基于捕获的图像选择(有用户输入或没有用户输入)将用于第二实时焊接操作的焊接帽的图像显示设置；焊接帽是可操作以将所选择的图像显示设置在第二实时焊接操作的图像的显示期间应用于第二实时焊接操作的图像。图像捕获设置包括摄像头的光学组件(例如302)的设置。光学组件的设置可包括以下中的一个或多种：焦距、光圈和曝光时间。图像捕获设置可包括摄像头的图像传感器(例如416)的设置。图像传感器的设置可包括以下中的一个或多个：曝光时间、偏置电压和偏置电流。焊接帽可操作以配置摄像头在第一实时焊接操作的图像的捕获期间，使用不同的图像捕获设置用于所捕获的第一实时焊接操作的图像中的不同图像。焊接帽可操作以在显示器上并排显示回放期间捕获的图像中的不同图像。焊接帽可操作以在显示器上显示捕获的第一实时焊接操作的图像中一个图像的多个版本。第一实时焊接操作的捕获图像中一个图像的多个版本中的每一个版本可以以不同的图像显示设置显示。焊接帽可操作以基于焊接特征自动执行选择。焊接帽可操作以基于捕获的第一实时焊接操作的图像的处理确定焊接特征。焊接帽可操作以：在第一实时焊接操作之前通过摄像头捕获初步图像；分析初步图像；并且基于初步图像的分析，选择将用于第一实时焊接操作的图像的捕获的图像捕获设置。初步图像可用作参考点，用于处理焊接操作期间捕获的图像。例如，当处理在实时焊接过程(其中存在电弧并创造出更加具有挑战性的照明条件)期间捕获的图像时，初步图像(其中不存在电弧)的亮度、对比度和/或其它特征可用作待实现的基线或目标。
本方法和系统可在硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。本方法和/或系统可在至少一个计算机系统中以集中方式实现，或以不同单元分布在一些相互连接的计算系统之间的分布的方式实现。任何类型的计算系统或适合于执行以上描述方法的其他设备都是合适的。常用软硬件的组合可包括具有程序或其他代码的通用的计算机系统，当被加载和执行时，控制计算机系统以便其执行以上描述的方法。另一个典型的实施例可包括专用集成电路或芯片。一些实施例可包括其上存储有一个或多个由机器执行的代码行的非暂时性计算机可读(例如计算机可读)介质(例如闪存驱动器、光盘、磁存储盘等诸如此类)，从而使得机器执行此处描述的过程。
尽管本方法和/或系统已参照特定实施例加以描述，本领域技术人员应该理解在不脱离本方法和/或系统的范围的前提下可以作出各种改变和等价替换。此外，在不脱离本发明范围的前提下可进行多种修改，以适应本公开教导的特定情况或材料。因此，期望本发明的方法和/或系统不限于公开的特定实施例，但本方法和/或系统将包括权利要求保护范围内的所有实施例。
文中使用的术语“电路”和“电路”指代物理电子组件(即硬件)和可配置硬件、由硬件执行和/或以其它方式与硬件相关联的任何软件和/或硬件(“代码”)。本文所用的，例如，特定的处理器和存储器可包括当执行第一组一个或多个代码行时的第一“电路”，并且可包括当执行第二组一个或多个代码行时的第二“电路”。本文所用“和/或”意指通过“和/或”相连的列表中的一项或多项。例如，“x和/或y”意为三种元素集合{(x)，(y)，(x，y)}中的任何一个。换言之，“x和/或y”意为“x和y中的一个或两个”。在另一个示例中，“x,y和/或z”意为七种元素集合{(x),(y),(z),(x,y),(x,z),(y,z),(x,y,z)}中的任何一个。换言之，“x，y和/或z”意为“x，y和z中的一个或多个”。本文所用的术语“示例性”意为作为非限制性的示例、实例或例证。本文所用的术语“例如以及诸如”引出的是一个或多个非限制性示例、实例或例证的列表。本文使用的电路“可操作”以执行功能，无论电路何时包含必要的用以执行该功能的硬件和代码(如果有任何必要)，不管功能的执行是否被禁止或者未启用(例如，通过用户可配置设置、工厂调整等)。

Claims (20)

1.一种系统，包括：
焊接帽，其包括摄像头、显示器、存储器和电路，并且可操作以：
以通过所述摄像头捕获在样品工件上执行的第一实时焊接操作的图像；
将所述捕获的所述第一实时焊接操作的图像存储到所述存储器；
在所述显示器上回放所述存储的所述第一实时焊接操作的图像；
基于所述捕获的图像选择将用于第二实时焊接操作的所述焊接帽的图像捕获设置；
使用所述选择的图像捕获设置，通过所述摄像头捕获所述第二实时焊接操作的图像；以及
在所述显示器上实时显示所述第二实时焊接操作的所述图像。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述焊接帽可操作以在所述回放期间并且基于所述捕获的图像选择将用于所述第二实时焊接操作的所述焊接帽的图像显示设置。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述焊接帽可操作以在所述第二实时焊接操作的所述图像的显示期间，将所述所选择的图像显示设置应用于所述第二实时焊接操作的所述图像。
4.根据权利要求2所述的系统，其中所述图像显示设置包括以下中的一个或多种：亮度、对比度、颜色、色饱和度、锐度、色饱和度和色调。
5.根据权利要求4所述的系统，其中：
图像捕获设置包括所述摄像头的光学组件的设置；以及
所述光学组件的设置包括以下中的一个或多个：焦距、光圈和曝光时间。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述图像显示设置包括算法的参数的设置，所述算法用于组合来自多个图像传感器的像素数据。
7.根据权利要求6所述的系统，其中：
所述图像捕获设置包括所述摄像头的图像传感器的设置；以及
所述图像传感器的所述设置包括以下中的一个或多种：曝光时间、偏置电压和偏置电流。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述焊接帽可操作以配置所述摄像头在所述第一实时焊接操作的所述图像的捕获期间，使用不同的图像捕获设置用于所述捕获的所述第一实时焊接操作的图像中的不同图像。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述焊接帽可操作以在所述回放期间在所述显示器上并排显示所述捕获的图像中的不同图像。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述焊接帽可操作以在所述显示器上显示所述捕获的所述第一实时焊接操作的图像中的一个图像的多个版本。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述捕获的所述第一实时焊接操作的图像中一个图像的所述多个版本中的每一个版本以不同的图像显示设置显示。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述焊接帽可操作以基于焊接特征自动执行所述选择。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述焊接帽可操作以基于所述捕获的所述第一实时焊接操作的图像的处理来确定所述焊接特征。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述焊接帽可操作以：
在所述第一实时焊接操作之前通过所述摄像头捕获初步图像；
分析所述初步图像；以及
基于所述初步图像的所述分析，选择将用于所述第一实时焊接操作的所述图像的所述捕获的图像捕获设置。
15.一种系统，包括：
焊接帽，其包括摄像头、显示器、存储器和电路，并且可操作以：
通过所述摄像头捕获在样品工件上执行的第一实时焊接操作的图像；
将所述捕获的所述第一实时焊接操作的图像存储到所述存储器；
在所述显示器上回放所述存储的所述第一实时焊接操作的图像；
基于所述捕获的图像选择所述焊接帽的图像显示设置；
通过所述摄像头捕获第二实时焊接操作的图像；以及
使用所述选择的图像显示设置在所述显示器上实时显示所述第二实时焊接操作的所述图像。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述图像捕获设置包括所述摄像头的图像传感器的设置。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述图像传感器的所述设置包括以下中的一个或多种：曝光时间、偏置电压和偏置电流。
18.根据权利要求15所述的系统，其中所述焊接帽可操作以基于焊接特征自动执行所述选择。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述焊接帽可操作以基于所述捕获的所述第一实时焊接操作的图像的处理来确定所述焊接特征。
20.根据权利要求15所述的系统，其中所述焊接帽可操作以：
在所述第一实时焊接操作之前通过所述摄像头捕获初步图像；
分析所述初步图像；以及
基于所述初步图像的所述分析，选择用于所述第一实时焊接操作的所述图像的所述捕获的图像捕获设置。
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