CN117773281A - 一种基于历史数据补传的焊接状态双向滑动重检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于历史数据补传的焊接状态双向滑动重检测方法，属于智慧焊接技术领域，当边缘端传感器网络发生异常时，各传感器***记录补传前的焊接状态，同时将数据写入本地数据库，当后续网络恢复后，传感器恢复数据传输，并补传历史数据；接着构建正向滑动窗，开始滑动重检测，基于滑动重检测结果进行焊接状态变更，然后构建反向滑动窗，开始补充检测，找出前段数据中最近的焊接状态变更点，以焊接状态变更点为基准，更新后续焊接状态；最终结合补传前的焊接状态，完成基于焊接电流数据的焊接状态更新；本发明通过双向滑动重检测的方法，对网络通信异常边界处的焊接数据进行优化更新，进一步提升焊接状态识别的准确度。

Description

一种基于历史数据补传的焊接状态双向滑动重检测方法

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数据补传的焊接状态双向滑动重检测方法。

背景技术

目前工业焊接过程中，通过采集各项时序数据，包括焊接电压、焊接电流、保护气流速、送丝速度等进行数据分析，进而实现焊接状态识别、焊接质量检测、漏气检测等一系列焊接作业分析已经是较为成熟的手段。然而焊接状态识别作为其他下游作业的基础，其准确性直接影响了后续数据分析的准确性。当边缘侧传感网络发生异常时，这部分时序数据会以本地存储的方式暂时存储，直至网络修复后重新接收并同步传输。然而实际运行过程中焊接数据的缺失会直接影响焊接状态的识别，因此需要探索一种在数据补充传输的同时不影响焊接状态识别结果的方法。

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数据补传的焊接状态双向滑动重检测方法，在补传焊接数据的基础上通过设置双向滑动窗的方式进行焊接状态的重检测，结合原有数据的状态信息进行更新，获取更加精准的焊接状态识别结果。

技术方案：一种基于历史数据补传的焊接状态双向滑动重检测方法，包括以下步骤：

步骤S1、当边缘端传感器网络发生异常时，各传感器***将数据写入本地数据库，当后续网络恢复后，传感器恢复数据传输，并补传历史数据，记录补传数据点的时序索引timestamp。

步骤S2、将需要补传的历史数据按照timestamp回填至正确的时序位置，并且查询并记录补传前的焊接状态为os。

步骤S3、构建正向滑动窗slide w1，开始滑动重检测，基于滑动重检测结果进行焊接状态变更；

步骤S4、构建反向滑动窗slide w2，开始补充检测，找出前段数据中最近的焊接状态变更点，以所述焊接状态变更点为基准，更新步骤S3中检测出的焊接状态；

步骤S5、结合补传前的焊接状态os，完成基于焊接电流数据的焊接状态更新。

进一步地，所述步骤S3中滑动重检测具体方法包括：

设置正向滑动窗slide w1，窗长为n；以补传电流数据的开始点为起点，slide w1沿时序正向滑动接收新数据，当滑动窗内数据点个数小于3时，正序存储当前电流数据，保持补传前的焊接状态os不变；当slide w1接收的数据点等于3时，进行焊接状态判断，实时更新焊接状态。

进一步地，采用寻找状态变更点的方式进行焊接状态变更；其中时序方向相邻起弧点和熄弧点间的所有电流点均处于起弧状态，熄弧点至下一起弧点间的所有电流点均处于熄弧状态；

当滑动窗内前n-1个电流值均小于th1且第n个电流值大于等于th1时，记录此窗口焊接状态为起弧，将大于等于th1的电流点记为起弧点；

当滑动窗内前n-1个电流值均大于等于th1且第n个电流值小于th1时，记录此窗口焊接状态为熄弧，将小于th1的电流点记为熄弧点；其中th1为预设阈值；

当上述条件均不满足时，代表滑动窗内无焊接状态变更点，此时滑动窗继续滑动，每接收一个新电流值并重复上述判断，直至滑动窗总数据长度≥补传电流数据集长度+n，找出所有状态变更点。

进一步地，设置反向滑动窗slide w2，窗长为n，以补传电流数据集中第2个电流点为起点，slide w2沿时序反向滑动接收数据，当滑动窗内数据点个数小于3时，倒序存储当前电流数据，并保持补传前的焊接状态os不变，结束焊接状态更新；当slide w2中接收数据点等于3时，执行焊接状态判断，直至找出最近的状态变更点，以此状态变更点为起点，更新后续所有焊接状态。

进一步地，所述更新后续焊接状态具体包括：

当最近的状态变更点为起弧点时，从该起弧点至下一熄弧点间的所有电流点均为起弧状态，后续依次更新焊接状态，直至数据传输完毕；当最近的状态变更点为熄弧点时，从该熄弧点至下一起弧点间所有的电流点均为熄弧状态，后续依次更新焊接状态，直至数据传输完毕。

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：

本发明基于焊接数据的时序特征，在发生边缘端网络异常时将传感数据存储于本地数据库，网络恢复后继续实时采集并上传各传感数据，同时也将存储于本地数据库的数据进行断点续传，针对断点续传前焊接状态存在的误判现象，本发明采用双向滑动重检测的方法，通过正向滑动更新后续焊接状态，并通过反向滑动窗着重更新交界点的焊接状态，使边界处的焊接数据状态判断结果更准确。

附图说明

图1为本发明提供的基于历史数据补传的焊接状态双向滑动重检测方法流程图；

图2为本发明提供的焊接状态更新方法示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种基于历史数据补传的焊接状态双向滑动重检测方法，针对边缘端传感器***由于外部原因发生通讯中断后暂停上传部分数据，此时基于云端已接收的传感数据进行焊接状态判断、焊接异常识别的后续数据分析会存在较大误差的问题，在边缘端数据断点续传的基础上给出了一种双向滑动重检测方法，基于焊接电流时序数据进行双向滑动，重新判断断点前后的焊接状态，为后续焊接异常识别、气流控制等作业提供更加精准的焊接状态识别基础。下面结合附图对本发明核心原理作进一步阐释。

如图1所示，本发明所述基于历史数据补传的焊接状态双向滑动重检测方法包括以下步骤：

步骤S1、当边缘端传感器网络发生异常时，各传感器***将数据写入本地数据库，等待网络恢复。当后续网络恢复后，传感器恢复数据传输，并补传历史数据，记录补传数据点的时序索引timestamp。

在焊接过程中，边缘端传感器网络接收包括焊接电流、焊接电压、保护气流速、送丝速度在内的多项传感数据并实时传输至云平台用于后续数据分析，上述传感数据均为时序数据，当发生边缘端网络异常时，数据会存储至本地数据库，等待通讯恢复。当网络恢复后，在同步上传新的实时数据时，还需要另行补传历史数据。

由于焊接传感数据的强时序性，且焊接状态判断依赖于焊接时序数据，在缺少某一段数据时，对焊接状态的判断可能存在较大误差，因此需要考虑补传的历史数据后进一步调整已有的焊接状态判断结果。本发明提供的核心技术方案可以有效解决上述问题。

步骤S2、将需要补传的历史数据按照timestamp回填至正确的时序位置，并且查询并记录补传前的焊接状态为os。本实施例中基于补传的焊接电流数据进行焊接状态的调整判断。os包括起弧和熄弧两种状态。如图2所示，补传电流数据集为seg+，按照时序位置补传至原数据集seg1和seg2间。

步骤S3、构建正向滑动窗slide w1，开始滑动重检测，基于滑动重检测结果进行焊接状态更新。

设置正向滑动窗slide w1，窗长为n。本实施例中设置n=3。以补传电流数据的开始点为起点，slide w1沿时序正向滑动接收新数据，当滑动窗内数据点个数小于3时，正序存储当前电流数据，保持补传前的焊接状态os不变；当slide w1接收的数据点等于3时，进行焊接状态判断，实时更新焊接状态。

本发明中采用寻找状态变更点的方式进行焊接状态判断。其中时序方向相邻起弧点和熄弧点间的所有电流点均处于起弧状态，熄弧点至下一起弧点间的所有电流点均处于熄弧状态。

当滑动窗内前2个电流值均小于th1且第三个电流值大于等于th1时，记录此窗口焊接状态为起弧，将第一个大于等于th1的电流点记为起弧点；

当滑动窗内前2个电流值均大于等于th1且第三个电流值小于th1时，记录此窗口焊接状态为熄弧，将第一个小于th1的电流点记为熄弧点；其中th1为预设阈值，本实施例中th1设置为10A。

当上述条件均不满足时，代表滑动窗内无焊接状态变更点（即起弧点或熄弧点），此时滑动窗继续滑动，每接收一个新电流值并重复上述判断，直至滑动窗总数据长度≥补传电流数据集长度+n，找出所有状态变更点。

步骤S4、设置反向滑动窗slide w2，窗长为n。本实施例中设置length2=3。以补传电流数据集中第2个电流点为起点，slide w2沿时序反向滑动接收数据，当滑动窗内数据点个数小于3时，倒序存储当前电流数据，并保持补传前的焊接状态os不变，结束焊接状态更新。当slide w2中接收数据点等于3时，执行焊接状态判断，直至找出最近的状态变更点，以此状态变更点为起点，更新后续所有焊接状态。当最近的状态变更点为起弧点时，从该起弧点至下一熄弧点间的所有电流点均为起弧状态，后续依次更新焊接状态，直至数据传输完毕。当最近的状态变更点为熄弧点时，从该熄弧点至下一起弧点间所有的电流点均为熄弧状态，后续依次更新焊接状态，直至数据传输完毕。

步骤S5、结合补传电流数据前的焊接状态os，更新seg1、seg+、seg2集合中所有电流数据的焊接状态。

本发明中为了衔接补传电流数据集和前后时序数据，确保交界处焊接电流状态完成实时更新，需要正向滑动窗和反向滑动窗多滑动一部分，并执行相应焊接状态判断，进而在数据融合的同时完成焊接状态的融合更新。

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 (5)

1.一种基于历史数据补传的焊接状态双向滑动重检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、当边缘端传感器网络发生异常时，各传感器***将数据写入本地数据库，当后续网络恢复后，传感器恢复数据传输，并补传历史数据，记录补传数据点的时序索引timestamp；

步骤S2、将需要补传的历史数据按照timestamp回填至正确的时序位置，并且查询并记录补传前的焊接状态为os；

步骤S3、构建正向滑动窗slide w1，开始滑动重检测，基于滑动重检测结果进行焊接状态变更；

步骤S4、构建反向滑动窗slide w2，开始补充检测，找出前段数据中最近的焊接状态变更点，以所述焊接状态变更点为基准，更新步骤S3中检测出的焊接状态；

步骤S5、结合补传前的焊接状态os，完成基于焊接电流数据的焊接状态更新。

2.根据权利要求1所述的一种基于历史数据补传的焊接状态双向滑动重检测方法，其特征在于，所述步骤S3中滑动重检测具体方法包括：

设置正向滑动窗slide w1，窗长为n；以补传电流数据的开始点为起点，slide w1沿时序正向滑动接收新数据，当滑动窗内数据点个数小于3时，正序存储当前电流数据，保持补传前的焊接状态os不变；当slide w1接收的数据点等于3时，进行焊接状态判断，实时更新焊接状态。

3.根据权利要求2所述的一种基于历史数据补传的焊接状态双向滑动重检测方法，其特征在于，所述步骤S3中基于滑动重检测结果进行焊接状态变更具体包括：

采用寻找状态变更点的方式进行焊接状态变更；其中时序方向相邻起弧点和熄弧点间的所有电流点均处于起弧状态，熄弧点至下一起弧点间的所有电流点均处于熄弧状态；

当滑动窗内前n-1个电流值均小于th1且第n个电流值大于等于th1时，记录此窗口焊接状态为起弧，将大于等于th1的电流点记为起弧点；

当滑动窗内前n-1个电流值均大于等于th1且第n个电流值小于th1时，记录此窗口焊接状态为熄弧，将小于th1的电流点记为熄弧点；其中th1为预设阈值；

当上述条件均不满足时，代表滑动窗内无焊接状态变更点，此时滑动窗继续滑动，每接收一个新电流值并重复上述判断，直至滑动窗总数据长度≥补传电流数据集长度+n，找出所有状态变更点。

4.根据权利要求1所述的一种基于历史数据补传的焊接状态双向滑动重检测方法，其特征在于，所述步骤S4中补充检测具体方法包括：

设置反向滑动窗slide w2，窗长为n，以补传电流数据集中第2个电流点为起点，slidew2沿时序反向滑动接收数据，当滑动窗内数据点个数小于3时，倒序存储当前电流数据，并保持补传前的焊接状态os不变，结束焊接状态更新；当slide w2中接收数据点等于3时，执行焊接状态判断，直至找出最近的状态变更点，以此状态变更点为起点，更新后续所有焊接状态。

5.根据权利要求4所述的一种基于历史数据补传的焊接状态双向滑动重检测方法，其特征在于，所述更新后续焊接状态具体包括：

当最近的状态变更点为起弧点时，从该起弧点至下一熄弧点间的所有电流点均为起弧状态，后续依次更新焊接状态，直至数据传输完毕；当最近的状态变更点为熄弧点时，从该熄弧点至下一起弧点间所有的电流点均为熄弧状态，后续依次更新焊接状态，直至数据传输完毕。