CN112882435A - 一种适用于狭小空间的数据采集及图像处理控制***及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适用于狭小空间的数据采集及图像处理控制***及其方法，包括：控制装置，包括信号采集单元和控制单元，所述信号采集单元采集若干信号提供给所述控制单元，所述控制单元判断并发出控制指令；工作站，耦接于所述控制装置和行走小车之间，采集图像并接受所述控制装置的所述控制指令；行走小车，与所述控制装置和所述工作站通信连接，接受所述控制装置的所述控制指令进行现场操作。本发明实时控制监测***及对环境数据分析，实现核电管道监测***、图形处理***与焊接过程的集成处理需求，解放焊接技术人员的劳动强度与降低施工环境对焊接质量的影响。
Description
技术领域
本发明属于狭小空间数据监测及控制领域，提供一种适用于狭小空间的数据采集及图像处理控制***及其方法。
背景技术
在我国核电事业的发展中，焊接工作是核电设备制造的核心工作之一，用先进的设备和高效的焊接工艺来解决工程中碰到的难题，提高生产效率，提高工作质量，是焊接工作者的不懈追求，焊接设备的选用尤为重要。当前用于核电现场制作的设备中，自动化程度不高，多数依靠焊接工人或者气保自动焊进行焊接。对于狭小空间焊缝的焊接如果仍采用半自动的手工气保焊，焊接效率很低，对于焊工的安全也存在一定的隐患。开发用于狭小空间焊缝焊接的高效率的自动焊接技术(自动化焊接设备、工艺)，对提高生产质量与生产效率，具有重要意义。
随着计算机、通讯、智能传感、智能控制技术的日新月异，数据已经成为一种新的自然资源，实现人与物的互联、人与环境的互联、人与机器的互联成为未来的重要发展趋势。
在核电站建造过程中，焊接自动化的逐步应用及智能控制需求也进一步提升，通过不同数据***实现数据、人与机器的交互将对质量管控起着关键性作用。
目前，主蒸汽***及冷却剂***中存在着一些管径较小的不锈钢管道，由于这些管道内部空间受限，施工人员无法进入管道内部进行观察监测，传统的操作方法主要依靠现场施工经验及视觉观测进行质量控制，其主要技术难点在于：
第一，操作人员对管道内部环境如焊接温度、气体流量、光照度等无法有效感知与获取，对焊缝质量的监测主要通过焊口间隙进行观察，无法针对狭小空间异常状况作出应急措施；
第二，焊接过程中数据采集采用传统参数记录方式，抗干扰性差，难以结合实时环境及焊接实况精确反馈至焊接人员，无法满足在线或远程获知需求，只依靠个人经验易导致管道焊接易产生缺陷。
发明内容
应当理解，本公开以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本公开提供进一步的解释。
本发明针对核电现场不锈钢管道在受限环境下焊接施工信息及数据难以获知、无法实现焊接与控制监控同步进行问题，提供一种适用于核介质管道狭小空间的数据采集及图像处理控制***和方法，实时控制监测***及对环境数据分析，实现核电管道监测***、图形处理***与焊接过程的集成处理需求，解放焊接技术人员的劳动强度与降低施工环境对焊接质量的影响。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于狭小空间的数据采集及图像处理控制***，其特征在于，包括：
控制装置，包括信号采集单元和控制单元，所述信号采集单元采集若干信号提供给所述控制单元，所述控制单元判断并发出控制指令；
工作站，耦接于所述控制装置和行走小车之间，采集图像并接受所述控制装置的所述控制指令；
行走小车，与所述控制装置和所述工作站通信连接，接受所述控制装置的所述控制指令进行现场操作。
比较好的是，本发明进一步提供了一种适用于狭小空间的数据采集及图像处理控制***，其特征在于，
所述信号采集单元包括电压采集器、霍尔传感器、陀螺仪、气体检测传感器和温度检测传感器。
比较好的是，本发明进一步提供了一种适用于狭小空间的数据采集及图像处理控制***，其特征在于，
所述控制指令包括通过光驱动单元对LED灯模块进行亮度调整，通过气体控制单元进行气体控制，通过驱动单元控制所述行走小车的电机和用电器，以及通过所述工作站对图像采集单元的控制。
比较好的是，本发明进一步提供了一种适用于狭小空间的数据采集及图像处理控制***，其特征在于，所述控制装置进一步包括：
PLC转换单元，用于将所述信号采集单元的采集数据进行比例转换，获得焊接过程中包括电流、电压、焊接速度信号。
比较好的是，本发明进一步提供了一种适用于狭小空间的数据采集及图像处理控制***，其特征在于，所述工作站进一步包括：
人机交互单元，用以读取和写入所述PLC控制单元的数值，并通过所述PLC控制单元向所述驱动单元发送指令，以控制所述行走小车的运动方向、速度以及所述用电器。
比较好的是，本发明进一步提供了一种适用于狭小空间的数据采集及图像处理控制***，其特征在于，所述图像采集单元包括熔池相机。
本发明还进一步提供了一种方法，采用上述任一种适用于狭小空间的数据采集及图像处理控制***，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1，初始化，包括设置采集单元参数；
步骤S2，启动包括气体、温度和亮度的检测；
步骤S3，判断亮度是否属于可采集亮度范围，如果亮度不够，补充亮度后再返回步骤S3判断；
步骤S4，判断图像平均梯度范围是否超出设定？如果超出，调节焦距后再返回步骤S4判断。
比较好的是，本发明进一步提供了一种方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
步骤S5，对满足亮度和焦距要求的熔池图像进行锐化处理，并存储记录。
比较好的是，本发明进一步提供了一种方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括：
获取待焊接管道内壁的初始含氧量数据，在充入氩气后检测含氧量标准是否达到设定值，如果未达到进行警示，如果达到进入步骤S3。
比较好的是，本发明进一步提供了一种方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述可采集亮度范围的图像均值IM满足：
50≤IM≤70。
比较好的是，本发明进一步提供了一种方法，其特征在于，所述步骤S7中，所述图像平均梯度满足：
0.8≤MG≤2.0。
与现有技术相比，本发明的***和方法具有以下优点：
实现了对初始焊接准备环境数据的获取、焊接过程熔池质量采集与分析，满足了核电现场自动化焊接对内壁焊缝质量的快速、准确及检测要求，提高了焊接质量与施工效率。
附图说明
现在将详细参考附图描述本公开的实施例。现在将详细参考本公开的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本公开中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本公开说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本公开。
下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本发明的详细描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。
图1所示为本发明的适用于狭小空间的数据采集及图像处理控制***的组成框图；
图2进一步示意了其中工作站100和控制装置200的详细组成框图；
图3是本发明的控制方法的流程图。
附图标记
100――工作站
101――图像采集单元
102――人机交互单元
200――控制装置
201――电压采集器
202――霍尔传感器
203――陀螺仪
204――PLC控制单元
205――气体检测传感器
206――温度检测传感器
207――LED灯模块
208――气体控制单元
209――光驱动单元
210――信号采集单元
220――PLC转换单元
300――行走小车
301――驱动单元
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。
为满足核电管道内部环境监测、快速准确分析内部环境状况，利用狭小空间数据采集及图像处理控制***，操作者可根据控制界面实现内部监测机构的行走、旋转、光照度控制、气流量监测、环境温度及各类信号数据采集等功能操作，同时基于相机与控制***建立的通讯，实现施焊过程中图像采集质量的有效控制与质量分析判断。
图1所示为本发明的适用于狭小空间的数据采集及图像处理控制***的组成框图。
该控制***包括三个部分：工作站100、控制装置200及管道内壁行走小车300。
图2进一步示意了其中工作站100和控制装置200的详细组成框图。
其中，控制装置200包括信号采集单元210、PLC转换单元220、PLC控制单元204、LED灯模块206、光驱动单元209和气体控制单元208组成。
其中，信号采集单元210用以采集包括电压、位置、速度、气体和温度等信号，分别由电压采集器201、霍尔传感器202、速度检测陀螺仪203、气体检测传感器205和温度检测传感器206进行采集。
管道内壁行走小车300与控制装置200通过通讯线路相连，在小车300前端安装温度检测传感器206、LED灯模块207、气体检测传感器205、图像采集单元101。
较佳的，图像采集单元101可以是熔池相机，用以拍摄采集焊缝熔池图像。
控制装置200中PLC控制单元204由PLC程序与C#程序建立通讯，主要分别对不同模块及信号采集单元210提供的模拟量进行集中控制并处理。PLC控制单元204控制对象包括电机调速和方向控制，焊接电流电压和焊接速度，机器人照明回路和气体控制等。另一部分包括对PLC的数据块读取和写入，相机监测函数的调用，熔池图像质量判断，焊接数据的显示、记录和保存，具体将在后面详细介绍。本发明***的控制装置200，将电压采集器201、霍尔传感器202、陀螺仪203、气体检测传感器205和温度检测传感器206等信号采集单元210的输出数据传到PLC转换单元220，通过比例转换，获得焊接过程中的电流、电压、焊接速度。并由PLC控制单元204持续读取该些电流、电压、焊接速度等数据，并在控制面板显示。PLC控制单元204在流程中结合判断条件进行焊接，当电流、电压大于一定值时，代表焊机已经起弧，开始记录焊接数据，每隔一秒记录一次，并将记录下来的数据保存至工作站中。
具体的判断条件及操作涉及：根据采集的熔池图像，进行图像质量及成型效果判断。首先进行采集图像质量效果，若不满足要求，发送控制指令调节焊道与采集相机物距及行走定位，使相机与水平面平行且镜头与焊缝保持在一定角度，结合配备的LED灯组，获取合适亮度达到更理想的采集状态，保证熔池信息的清晰完整。接着由控制***图像处理程序对图像进行处理分析，对图像完成锐化处理，最终与焊接过程数据同步存储至工作站。
控制装置200中的PLC控制单元204通过光驱动单元209实现对LED灯模块207的亮度控制和调整，通过气体控制单元208对焊接环境所使用的氩气的调整，还通过驱动单元301对行走小车300的电机调速和方向、焊接电流电压和焊接速度等进行控制。
本***在人机交互单元102上还包括四部分的显示单元：
一，管道内部环境实时数据窗口，包含含氧量监测数据及预警提示、光照度显示数据、环境温度及相机温度监测数据；
二，焊接过程信息数据窗口，主要显示焊接电流、焊接电压、焊接速度实时采集及存储设置；
三，相机监控显示窗口，主要为显示行走小车控制过程及焊接过程熔池信号，***提供本地存储功能；
四，行走小车控制窗口，主要包括小车行走、旋转、相机物距调节数据写入及显示功能。
下面结合一较佳实施例揭示的适用于狭小空间的数据采集及图像处理控制***，详细说明整个控制方法的实现过程，请如图3所示。
步骤S1，焊接前，通过工作站100的人机交互单元102控制行走小车300运动至焊口位置，进行初始化设置；
上述初始化包括，在PLC控制单元204中将电机速度、方向以及用电器开关的寄存器地址和PLC的数据块地址匹配，并调用库文件，利用TCP/IP协议，实现工作站100和PLC控制单元204的通讯。工作站100作为PLC的上位机，通过人机交互单元102可以读取和写入PLC数据块内的数值，再通过PLC向驱动单元301发送指令，控制电机和用电器，进而在PC端可以实现对行走小车300运动方向、速度以及用电器开关的控制。
同时，在该步骤中，还设置熔池采集图像采集单元101的主要参数：
采集频率：25FPS/S，像素位深12bit
快门模式：卷帘
触发模式：连续采集，图像采集尺寸为1280×824像素。
为降低焊接弧光对熔池图像的影响，镜头选用35mm镜头，调整至合适的焦距与光圈。
步骤S2，自动调用熔池采集图像采集单元101，当出现图像采集单元101已连接提示时，在工作站100上显示焊口的图像信息；
步骤S3，开启气体检测传感器205，获取待焊接位置不锈钢管道内壁的初始含氧量数据，并记录存储。接着，管道内部充入外接的氩气，由气体检测传感器205每隔2min检测一次，直至含氧量的标准含量≤0.1％，否则预警指示灯闪烁提示；
步骤S4，打开温度检测传感器206，获取不锈钢管道内壁的环境温度数据，记录存储。由于焊接过程热量较大且处于密闭环境，温度检测传感器206一方面监测记录焊接温度，另一方面对熔池采集图像采集单元101及其他电子硬件的工作温度进行监测及控制，当工作温度超过预设范围时，预警指示灯闪烁，并提示是否终止焊接；
步骤S5，控制光驱动单元209，连接LED灯模块207，对管道内壁亮度进行适应性调整；
其中，LED灯模块207分为两组，一组装配在行走小车300的机身上，在幽暗的受限空间内，提供光照指导小车300运动至焊接位置；一组装配在图像采集单元101四周，作为主动光源照亮焊口的暗光区。
具体来说，工作站100对熔池图像信息亮度进行判断，判断该亮度是否处于可采集亮度范围：
50≤IM≤70
其中，IM为图像均值；
如果未处于，转入步骤S6；
步骤S6，PLC控制单元204通过光驱动单元209控制LED灯模块207补充亮度，直至焊口信息及熔池清晰可见并判断正确，将熔池图像有效采集并进行处理；若判断该亮度处于可采集亮度范围内，进入步骤S7；
步骤S7，工作站100根据采集的熔池图像，判断图像平均梯度是否为判定范围内：
0.8≤MG≤2.0
其中，MG为平均梯度；
步骤S8，如果步骤S7中的判断超出此范围，则发送物距调节指令给小车300，调整小车300的前端采集与背面焊缝的物距之间距离，按照1cm/S调节焦距，并返回步骤S7再次判断，直至熔池图像的平均梯度满足该范围；
步骤S9，在经过步骤S5，S7获得了满足要求的亮度和焦距后，工作站100采用罗伯茨微分算法对熔池锐化处理，即去掉干扰，获得对比度更高的熔池图像和采集背景图像的区分，提高细节精度：
其中(p，q)为熔池图像f(x,y)的像素点，处理后获得更良好的熔池质量特征的图像。
S10：焊接开始后，通过电压采集器、霍尔传感器、速度检测陀螺仪三个采集模块分别采集焊接过程中的焊接电流、焊接电压、焊接速度，采集频率1次/S，由工作站100持续读取PLC控制单元204中的三类数据，同时获取步骤S4监测内壁温度测试结果与步骤S9获取的熔池实时特征图像，在界面实时显示及记录存储。
下面介绍一较佳实施例，该实施例采用Φ455mm×45mm的304不锈钢钢管进行图像采集试验，坡口形式为U型，采用窄间隙坡口。接头的焊接信息采集主要为打底焊，采用周向焊，焊接过程中电弧不摆动，使用脉冲焊接，主要焊接参数信息如表1所示：
表1
本发明解决了核电受限空间管道内部实时信息获取困难，难以对核介质管道狭小空间焊缝过程有效控制及成型质量判断的问题，实现对初始焊接准备环境数据的获取、焊接过程熔池质量采集与分析，满足核电现场自动化焊接对内壁焊缝质量的快速、准确及检测要求，提高了焊接质量与施工效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
本申请的一些方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“***”。处理器可以是一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DAPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器或者其组合。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。例如，计算机可读介质可包括，但不限于，磁性存储设备(例如，硬盘、软盘、磁带……)、光盘(例如，压缩盘CD、数字多功能盘DVD……)、智能卡以及闪存设备(例如，卡、棒、键驱动器……)。
计算机可读介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等等、或合适的组合形式。计算机可读介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行***、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、射频信号、或类似介质、或任何上述介质的组合。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
虽然本申请已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，在没有脱离本申请精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本申请的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。
Claims (11)
1.一种适用于狭小空间的数据采集及图像处理控制***，其特征在于，包括：
控制装置，包括信号采集单元和控制单元，所述信号采集单元采集若干信号提供给所述控制单元，所述控制单元判断并发出控制指令；
工作站，耦接于所述控制装置和行走小车之间，采集图像并接受所述控制装置的所述控制指令；
行走小车，与所述控制装置和所述工作站通信连接，接受所述控制装置的所述控制指令进行现场操作。
2.根据权利要求1所述的适用于狭小空间的数据采集及图像处理控制***，其特征在于，
所述信号采集单元包括电压采集器、霍尔传感器、陀螺仪、气体检测传感器和温度检测传感器。
3.根据权利要求2所述的适用于狭小空间的数据采集及图像处理控制***，其特征在于，
所述控制指令包括通过光驱动单元对LED灯模块进行亮度调整，通过气体控制单元进行气体控制，通过驱动单元控制所述行走小车的电机和用电器，以及通过所述工作站对图像采集单元的控制。
4.根据权利要求3所述的适用于狭小空间的数据采集及图像处理控制***，其特征在于，所述控制装置进一步包括：
PLC转换单元，用于将所述信号采集单元的采集数据进行比例转换，获得焊接过程中包括电流、电压、焊接速度信号。
5.根据权利要求4所述的适用于狭小空间的数据采集及图像处理控制***，其特征在于，所述工作站进一步包括：
人机交互单元，用以读取和写入所述PLC控制单元的数值，并通过所述PLC控制单元向所述驱动单元发送指令，以控制所述行走小车的运动方向、速度以及所述用电器。
6.根据权利要求5所述的适用于狭小空间的数据采集及图像处理控制***，其特征在于，
所述图像采集单元包括熔池相机。
7.一种方法，采用权利要求1至6中任一种适用于狭小空间的数据采集及图像处理控制***，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1，初始化，包括设置采集单元参数；
步骤S2，启动包括气体、温度和亮度的检测；
步骤S3，判断亮度是否属于可采集亮度范围，如果亮度不够，补充亮度后再返回步骤S3判断；
步骤S4，判断图像平均梯度范围是否超出设定？如果超出，调节焦距后再返回步骤S4判断。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
步骤S5，对满足亮度和焦距要求的熔池图像进行锐化处理，并存储记录。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
所述步骤S2进一步包括：
获取待焊接管道内壁的初始含氧量数据，在充入氩气后检测含氧量标准是否达到设定值，如果未达到进行警示，如果达到进入步骤S3。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述可采集亮度范围的图像均值IM满足：
50≤IM≤70。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤S7中，所述图像平均梯度满足：
0.8≤MG≤2.0。
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