激光送丝焊接中前瞻熔池分割的物理引导时空状态空间建模

实时熔池感知对于激光送丝焊接的闭环控制至关重要，其中传感、计算和执行器响应会带来不可避免的延迟。本文提出了一种用于前瞻熔池分割的物理引导时空状态空间网络。该模型使用历史同轴灰度图像、焊接工艺参数和对齐的焊丝状态电信号来预测三个具有物理意义的区域（锁孔、焊丝和熔池）的未来语义布局。它结合了视觉编码器、过程和传感器条件特征归一化、补丁级时间状态空间建模、水平条件潜在预测、密集未来特征预测和运动感知掩模解码器。辅助符号距离函数监督、时间一致性、特征 蒸馏 和细粒度锁孔损失进一步限制了预测的几何形状和局部运动。对 43 序列激光焊接数据集的实验表明，所提出的 WeldMamba 在 500 ms 的前瞻下达到 74.63\% mIoU。消融研究进一步表明，时间历史、补丁级状态空间建模和锁孔运动感知是未来稳健分割的主要贡献者。