CN117884816B - 一种基于历史焊接电流工艺区间的快速工艺推荐方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于历史焊接电流工艺区间的快速工艺推荐方法，首先基于预先获取的所有历史焊接电流工艺区间计算iou矩阵；根据iou矩阵对所有存在包含关系的电流工艺区间进行一次过滤，获取过滤后的电流工艺区间集合wpslist_filter；接着对wpslist_filter集合进行倒序后重复过滤；对wpslist_filter中存在交叉的区间进行合并操作，最终获得多日范围内所有焊接电流工艺区间；针对所述区间进行用户推荐度计算，为用户提供推荐依据；本发明公开的方法基于焊接机理，快速获取电流区间推荐度，可以为用户提供更准确的电流工艺区间推荐服务。

Description

一种基于历史焊接电流工艺区间的快速工艺推荐方法

技术领域

本发明属于智慧焊接技术领域，特别涉及一种基于历史焊接电流工艺区间的快速工艺推荐方法。

背景技术

在传统的焊接过程中，焊接电流的选择主要依赖于焊接工程师的经验和技能。然而，由于不同材料、厚度、接头类型等因素的影响，焊接电流的选择并不是一个简单的任务。

目前基于实际焊接电流时序数据进行电流工艺推荐已经有部分研究，基于电流数据进行相应聚类，可以获得焊工工艺执行情况，在事先不确定具体工艺时，识别出相应的电流工艺区间。但在针对海量焊接数据时如何快速为用户识别并推荐出最合适的焊接电流工艺区间，目前尚无相关技术。

发明内容

发明目的：针对上述背景技术中存在的问题，本发明提供了一种基于历史焊接电流工艺区间的快速工艺推荐方法，通过对历史焊接电流工艺区间进行融合过滤，并针对交叉电流工艺区间执行合并操作，最终获得某一时段内所有的焊接电流工艺区间，并计算其推荐度，为用户提供准确的焊接电流工艺区间推荐结果。

技术方案：一种基于历史焊接电流工艺区间的快速工艺推荐方法，包括以下步骤：

步骤S1、在预先获取的所有历史焊接电流工艺区间中选取任意2个电流工艺区间，计算iou值，获取iou矩阵；沿对角线取iou矩阵上半部分作为区间过滤依据；

步骤S2、根据所述iou矩阵，对所有存在包含关系的电流工艺区间进行一次过滤，获取一次过滤后的电流工艺区间集合wpslist_filter；

步骤S3、将所述wpslist_filter顺序颠倒，重复执行步骤S2中的过滤操作，进行二次过滤，获取更新后的wpslist_filter；

步骤S4、遍历步骤S3获得的wpslist_filter中所有电流工艺区间，对存在交叉关系的区间进行合并，获取最终电流工艺区间wpslist_filter；

步骤S5、计算各电流工艺区间推荐度；

针对步骤S4中最终电流工艺区间wpslist_filter内每个电流工艺区间分别计算日均使用概率和日均使用时长；所述日均使用概率指电流工艺区间对应的使用频次占所有统计日期数的占比，所述日均使用时长指的是该段电流工艺区间对应的使用时长占该电流区间所有出现日期内总起弧时长的占比；将时均使用时长乘以日均使用概率后进行归一化处理，最终结果即为对应电流工艺区间的推荐度。

进一步地，所述步骤S1中计算iou矩阵中各元素值的具体方法如下：

记第i个焊接电流工艺区间的边界为[Imin i Imax i]，随机选取两个焊接电流工艺区间[Imin m Imax m]和[Imin n Imax n]，计算iou值。

（1）当Imin m≤Imin n且Imax m≥Imax n时，代表区间存在包含关系，记iou=1。

（2）当Imin n＞Imax m时，代表区间无联系，记iou=0。

当（1）-（2）均不满足时，计算两个区间的交并比，具体公式如下：

。

进一步地，所述一次过滤具体方法包括：

遍历所有电流工艺区间，选取第i个区间，根据iou矩阵选取所有iou=1的区间作为剔除区间，并将区间信息合并至第i个区间，更新wpslist_filter；具体地：以第i个区间的左右端点值为合并后的端点；将所有剔除区间的出现日期合并至第i个区间，作为新的出现日期列表；使用频次即为过滤后的出现日期的总个数；分别将第i个区间和所有剔除区间的使用时间占比乘以当天的起弧时长后相加，获得合并后的使用时长。遍历所有区间，获取过滤后的wpslist_filter。

进一步地，所述使用时间占比代表每个历史焊接电流工艺区间映射至原始焊缝电流的数据点除以所有原始焊缝电流数据点获得的比例。

进一步地，所述步骤S4中对存在交叉关系的区间进行合并，具体方法包括：

设置iou阈值th1，针对对i个电流工艺区间，基于步骤S1中获取的iou值，筛选所有与第i个区间的iou＞th1的区间，与第i个区间进行合并，即选取所有区间内的最小值为合并后区间的左端点，选取所有区间内的最大值为合并后区间的右端点，同时以步骤S2中所述方法同步更新出现日期列表、使用频次和使用时长，获取合并后的wpslist_filter。

本发明采用的技术方案与现有技术方案相比，具有以下有益效果：

本发明提供的工艺推荐方法旨在综合每个单日总结出的焊接电流工艺区间，在连续若干天的焊接活动中进行融合、过滤等操作，最终求取电流区间推荐度。本发明提供的方法适用于处理数量庞大的焊接电流时序数据，在总结单日焊接电流工艺区间的基础上，基于焊接机理，快速获取电流区间推荐度，可以为用户提供更准确的电流工艺区间推荐服务。

附图说明

图1为本发明提供的基于历史焊接电流工艺区间的快速工艺推荐方法流程图；

图2为本发明实施例中提供的历史焊接电流工艺区间列表示意图；

图3为本发明实施例中二次过滤后消除包含关系后的wpslist_filter集合示意图；

图4位本发明实施例中对交叉集合进行合并后的wpslist_filter集合示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种基于历史焊接电流工艺区间的快速工艺推荐方法，在前期统计一定时间内的焊接电流数据的基础上，获取每一天的焊接电流工艺区间，在统计获取某一时段内所有的焊接电流工艺区间后，进行焊接电流工艺区间的过滤、融合，对结果区间求取电流区间推荐度，表征该电流区间在选定时间内被使用的概率，最终为用户提供相应的工艺推荐。下面结合说明书附图对本发明的核心原理进行详细阐述。

如图1所示，本发明提供了一种基于历史焊接电流工艺区间的低成本工艺推荐方法，具体步骤包括：

步骤S1、在预先获取的所有历史焊接电流工艺区间中选取任意2个电流工艺区间，计算iou值，获取iou矩阵；沿对角线取iou矩阵上半部分作为区间过滤依据。

本实施例中所述的历史焊接电流工艺区间，指的是某一特定时段内基于所有焊接电流时序数据获取的若干工艺电流范围，且每个焊接电流工艺区间内的电流点均按从小到大顺序排列。每个历史焊接电流工艺区间均对应有具体的使用时间占比。使用时间占比指的是每个历史焊接电流工艺区间映射至原始焊缝电流的数据点除以所有原始焊缝电流数据点获得的使用占比，如图2所示。

计算iou矩阵中各元素值的具体方法如下：

记第i个焊接电流工艺区间的边界为[Imin i Imax i]，随机选取两个焊接电流工艺区间[Imin m Imax m]和[Imin n Imax n]，计算iou值。

（1）当Imin m≤Imin n且Imax m≥Imax n时，代表区间存在包含关系，记iou=1。

（2）当Imin n＞Imax m时，代表区间无联系，记iou=0。

当（1）-（2）均不满足时，计算两个区间的交并比，具体公式如下：

。

步骤S2、获取所有iou值后，对所有具备包含关系的区间进行一次过滤。具体过滤方法包括：

设置用于存储过滤后电流工艺区间的集合wpslist_filter，所述wpslist_filter中每一个电流工艺区间信息包括：电流工艺区间索引、出现日期列表、使用频次和使用时长。遍历所有电流工艺区间，选取第i个区间，根据iou矩阵选取所有iou=1的区间作为剔除区间，并将区间信息合并至第i个区间，更新wpslist_filter。具体地：以第i个电流工艺区间的端点值作为合并后区间的左右端点；将所有剔除区间的出现日期合并至第i个区间，作为新的出现日期列表；使用频次即为过滤后的出现日期的总个数；分别将第i个区间和所有剔除区间的乘以当天的起弧时长后相加，获得合并后的使用时长。遍历所有区间，获取过滤后的wpslist_filter。

步骤S3、将步骤S2中的wpslist_filter顺序颠倒，重复执行步骤S2中所述过滤步骤，进行二次过滤，过滤所有存在包含关系的电流工艺区间，更新wpslist_filter。具体结果如图3所示。

步骤S4、遍历步骤S3获得的wpslist_filter中所有区间，对存在交叉关系的区间进行合并。具体地，

设置iou阈值th1，针对对i个电流工艺区间，基于步骤S1中获取的iou值，筛选所有与第i个区间的iou＞th1的区间，与第i个区间进行合并，即选取所有区间内的最小值为合并后区间的左端点，选取所有区间内的最大值为合并后区间的右端点，同时以步骤S2中所述方法同步更新出现日期列表、使用频次和使用时长，获取合并后的wpslist_filter。具体结果如图4所示。

步骤S5、计算各电流工艺区间的推荐度。

针对步骤S4获取的wpslist_filter中每个电流工艺区间分别计算日均使用概率和日均使用时长。其中日均使用概率指的是该段电流工艺区间对应的使用频次占所有统计日期数的占比，日均使用时长指的是该段电流工艺区间对应的使用时长占该电流区间所有出现日期的总起弧时长的占比。将时均使用时长乘以日均使用概率后进行归一化处理，最终结果即为对应电流工艺区间的推荐度。

本发明在先期通过边缘侧传感系统实时采集焊接电流时序数据，基于焊接机理进行历史焊接电流工艺区间识别的基础上，进一步提供了一种针对多天连续焊接工作情况下快速推荐电流工艺区间的方法，旨在解决现有焊接电流工艺区间多靠人工总结，且在多日焊接的情况下电流时序数据量过大，总结并推荐焊接电流工艺区间难度更高的问题。本发明采用计算iou矩阵的方法遍历所有历史焊接电流工艺区间，以iou矩阵作为区间融合过滤的依据，对完全包含的区间进行合并，并保留相关特征信息。本发明针对顺序合并无法全部覆盖的问题，提出倒序二次过滤的方式，解决各电流工艺区间的包含问题。此外针对不同电流工艺区间的交叉现象提出了相应的合并方法。最终对合并完成的电流工艺区间集合进行推荐度计算。本发明设计了一种用于表征当前电流工艺区间推荐度的指标，通过计算日均使用概率和日均使用时长，求取单日内最有可能执行的焊接电流工艺区间，作为最终的用户推荐结果。相比于传统焊接电流工艺区间推荐方法，本发明遵循焊接机理，以焊接电流数据为基础，智能快速识别历史焊接过程中的各焊接电流工艺区间，最终给出推荐度指标，供用户后续选择。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于历史焊接电流工艺区间的快速工艺推荐方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、在预先获取的所有历史焊接电流工艺区间中选取任意2个电流工艺区间，计算iou值，获取iou矩阵；沿对角线取iou矩阵上半部分作为区间过滤依据；所述iou矩阵中各元素值的具体方法如下：

记第i个焊接电流工艺区间的边界为[Imin i Imax i]，随机选取两个焊接电流工艺区间[Imin m Imax m]和[Imin n Imax n]，计算iou值；

（1）当Imin m≤Imin n且Imax m≥Imax n时，代表区间存在包含关系，记iou=1；

（2）当Imin n＞Imax m时，代表区间无联系，记iou=0；

当（1）-（2）均不满足时，计算两个区间的交并比，具体公式如下：

；

其中min[Imax m,Imax n]代表Imax m和Imax n中的最小值，max[Imax m,Imax n]代表Imax m和Imax n中的最大值；

步骤S2、根据所述iou矩阵，对所有存在包含关系的电流工艺区间进行一次过滤，获取一次过滤后的电流工艺区间集合wpslist_filter；所述一次过滤方法具体包括：

遍历所有电流工艺区间，选取第i个区间，根据iou矩阵选取所有iou=1的区间作为剔除区间，并将区间信息合并至第i个区间，更新wpslist_filter；具体地：以第i个区间的左右端点值为合并后的端点；将所有剔除区间的出现日期合并至第i个区间，作为新的出现日期列表；使用频次即为过滤后的出现日期的总个数；分别将第i个区间和所有剔除区间的使用时间占比乘以当天的起弧时长后相加，获得合并后的使用时长；遍历所有区间，获取过滤后的wpslist_filter；所述使用时间占比代表每个历史焊接电流工艺区间映射至原始焊缝电流的数据点除以所有原始焊缝电流数据点获得的比例；

步骤S3、将所述wpslist_filter顺序颠倒，重复执行步骤S2中的过滤操作，进行二次过滤，获取更新后的wpslist_filter；

步骤S4、遍历步骤S3获得的wpslist_filter中所有电流工艺区间，对存在交叉关系的区间进行合并，获取最终电流工艺区间wpslist_filter，具体方法包括：

设置iou阈值th1，针对对i个电流工艺区间，基于步骤S1中获取的iou值，筛选所有与第i个区间的iou＞th1的区间，与第i个区间进行合并，即选取所有区间内的最小值为合并后区间的左端点，选取所有区间内的最大值为合并后区间的右端点，同时以步骤S2中所述方法同步更新出现日期列表、使用频次和使用时长，获取合并后的wpslist_filter；

步骤S5、计算各电流工艺区间推荐度；

针对步骤S4中最终电流工艺区间wpslist_filter内每个电流工艺区间分别计算日均使用概率和日均使用时长；所述日均使用概率指电流工艺区间对应的使用频次占所有统计日期数的占比，所述日均使用时长指的是该段电流工艺区间对应的使用时长占该电流区间所有出现日期内总起弧时长的占比；将时均使用时长乘以日均使用概率后进行归一化处理，最终结果即为对应电流工艺区间的推荐度。