激光拼焊作為一種先進的焊接技術,在汽車車身制等造領域中有著重要的應用,焊縫質量直接關系到車身的剛度和安全性,因此研究激光拼焊焊縫質量檢測方法具有較好的實際意義。本文依托國家自然科學基金項目《基于多視覺特征融合的激光焊接質量檢測與直接式控制方法》,采用結構光視覺檢測技術,旨在設計一套視覺檢測系統(tǒng)對激光拼焊焊縫幾何形貌進行檢測,主要研究工作如下:（1）介紹了線結構光視覺測量原理,建立了線結構光視覺測量模型。根據(jù)激光拼焊焊縫特點,對傳感器的組成硬件進行選型,設計了焊縫幾何形貌檢測傳感器,并對傳感器的測量精度影響因素進行分析,介紹了傳感器的標定原理,給出了一種基于支持向量機的直接標定方法。（2）針對不等厚焊縫圖像,首先進行圖像預處理操作,包括ROI的自動提取、濾波去噪、灰度級形態(tài)學處理的背景補償、閾值分割和結構光條紋的提取。提出一種基于斜率分析法的二值圖像去噪方法,能夠在結構光條紋斷裂的情況下,有效去除二值圖像中的噪聲干擾。對多種條紋中心線提取方法進行分析,采用改進的灰度重心法實現(xiàn)了條紋中心線的亞像素提取,并進行了線性插值和濾波平滑的后續(xù)處理。最后根據(jù)結構光條紋畸變特征,提出一種基于迭代的焊縫... 

【文章來源】：沈陽建筑大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２?Ｓｅｒｖｏ－Ｒｏｂｏｔ焊縫質量檢測系統(tǒng)??Ｆｉｇ．?１．２?Ｗｅｌｄ?ｓｅａｍ?ｑｕａｌｉｔｙ?ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?Ｓｅｒｖｏ－Ｒｏｂｏｔ??

碩士研宄生學位論文?第一章緒論??「：剩??；＿麵＾３??：：＃?邏??圖１．３?ＳＯＵ?ＶＩＳ焊縫質量檢測系??Ｆｉｇ．?１．３?Ｗｅｌｄ?ｓｅａｍ?ｑｕａｌｉｔｙ?ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ?ｏｆ?ＳＯＵ?ＶＩＳ??德國Ｐｒｅｃｉｔｅｃ公司開發(fā)的ＳＧＭ焊縫質量檢測系統(tǒng)，通過集成在焊接頭中的結構光??視覺傳感器，能夠實時檢測焊縫幾何形狀的相關信息｜１３１。此外，德國Ｍｉｅｂａｃｈ公司開發(fā)??的ＱＣＤＳ激光焊接在線檢測系統(tǒng)，通過焊縫熔池形態(tài)來判斷焊縫是否焊透｜１４ｉ，為焊縫質??量檢測提供了另一種思路。??除此之外，國外研究人員針對焊縫質量檢測，開展了大量的研究，并取得一系列的??碩果。如來自Ａｕｓｔｒｉａｎ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?Ｃｅｎｔｅｒｓ的Ｄ．?Ｓｃｈｒｅｉｂｅｒ１１＇＇１等人通過選取能夠充分表達焊??縫特征的數(shù)據(jù)對系統(tǒng)進行訓練，并建立參考機制，通過當前幀位置預測值與參考值進行??對比判斷焊縫質量是否合格，所開發(fā)的焊縫質量檢測系統(tǒng)具有較好的靈活性。??來自?Ｇｒａｚ?Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ?ｏｆ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?Ｇｒａｚ?Ａｕｓｔｒｉａ?的?Ｍａｒｋｕｓ?Ｈｅｂｅｄ１６１?等人利用連續(xù)多??幀圖像之間的冗余信息來生成焊縫圖像，有效地抑制煙塵、弧光等引起的不利噪聲干擾，??提高了圖像采集系統(tǒng)的性能。??來自Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ?ｏｆ?Ｕｌｓａｎ的Ｈｕｕ－Ｃｕｏｎｇ?Ｎｇｕｙｅｎ１１７１等人通過使用滑動矢量方法，提出??了一種結構光條紋特征點識別方法，能夠用于非破壞性焊縫測量和缺陷檢測。??來自Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ?ｏｆ?ＬＵｂｅｃｋ的Ｆａｂｉａｎ?Ｔｉｍｍ１１Ｘ１等人研究了一種基于鏡面反射自動檢測??

兩士研宂生學位論文?第二章線結構視覺傳感器設計與標定??第二章線結構光視覺傳感器設計與標定??本文的主要內容是基于線結構光視覺對激光拼焊焊縫幾何形貌進行檢測，因此，需??要設計線結構光視覺傳感器。采用線結構光視覺傳感器獲取焊縫表面灰度圖像，為了能??夠測量得到檢測指標的實際物理值，還需要對線結構光視覺傳感器進行標定。本章首先??介紹線結構光視覺測量原理與模型，然后基于該測量原理設計線結構光視覺傳感器，完??成傳感器的硬件選型，并對傳感器的測量精度影響因素進行了分析，最后介紹線結構光??視覺傳感器的標定原理，并給出傳感器的標定方法。??２．１線結構光視覺測量原理與模型??２．１．１線結構光視覺測量原理??線結構視覺測量方法具有高速、高精度、抗干擾能力強、非接觸等優(yōu)點｜２１１，被廣泛??應用于焊縫幾何形貌檢測上。焊縫的基本測量原理如圖２．１所示，該方法主要基于激光??三角測量原理，由激光器和相機構成視覺檢測系統(tǒng)。首先將線激光（結構光）以一定的??角度投射到焊縫表面，由于焊縫表面的高低不平而形成一條畸變的結構光條紋，然后通??過相機采集包含結構光條紋的焊縫閣像，最后對焊縫圖像進行特征提取并結合傳感器的??標定得出焊縫邊界特征點的三維坐標，進而計算出焊縫的幾何尺寸信息，實現(xiàn)焊縫兒何??形貌相關指標的檢測。??＼??相機??Ｚ激光器??結構光條紋??焊縫?＇?＼?＼??激光拼焊板??圖２．１線結構光視覺測量原理圖??Ｆｉｇ．２．１?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｌｉｎｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ?ｌｉｇｈｔ?ｖｉｓｉｏｎ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ??９??


本文編號：3104789