隨著現(xiàn)代制造對焊接的生產(chǎn)率和質(zhì)量要求越來越高,焊接過程實現(xiàn)由自動化向智能化的發(fā)展已成為必然趨勢。機器視覺作為最有效的智能化實現(xiàn)手段,國內(nèi)外已經(jīng)有了許多利用機器視覺獲取焊接環(huán)境信息,實現(xiàn)焊接過程智能控制的研究。但是研究中大多采用單條紋激光視覺傳感,系統(tǒng)采集一副圖像只能獲取焊縫的一個截面信息,測量的精度與速度難以兼顧,目前自主的識別、理解復雜焊接環(huán)境及工況狀態(tài)還是實現(xiàn)智能化的一個瓶頸。針對單條紋線激光逐條掃描的缺點,本文搭建了激光光柵視覺測量系統(tǒng),嘗試以多線同時掃描的方式提取坡口及焊縫表面輪廓的數(shù)字化信息。主要開展的工作如下:（1）搭建了一套激光光柵視覺測量系統(tǒng)。系統(tǒng)以25條平行線光柵激光器作為主動光源,并在一定角度下投射光柵條紋至待測坡口表面,隨著行走小車與工件的相對移動,光柵條紋連續(xù)掃描,CCD攝像機定時曝光,實現(xiàn)條紋圖像的連續(xù)采集。（2）探索了系統(tǒng)視覺測量的技術(shù)條件。通過實驗分析了成像系統(tǒng)內(nèi)部激光器投射角度以及攝像機工作距離,對系統(tǒng)測量視場范圍以及測量結(jié)果準確度的影響,使系統(tǒng)可以獲取滿足坡口及焊縫待測區(qū)域范圍的清晰光柵條紋圖像。工作距離和投射角度是系統(tǒng)工作前必須確定的兩個技術(shù)參數(shù)。（... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 機器視覺技術(shù)的發(fā)展
        1.2.2 機器視覺技術(shù)在焊接中的應用
    1.3 研究目標、內(nèi)容和技術(shù)路線
        1.3.1 研究目標
        1.3.2 研究內(nèi)容
        1.3.3 技術(shù)路線
第2章 光柵視覺測量系統(tǒng)的搭建
    2.1 光柵視覺測量系統(tǒng)的組成及原理
        2.1.1 測量系統(tǒng)的技術(shù)指標與設(shè)計原理
        2.1.2 硬件組成
        2.1.3 軟件組成
        2.1.4 系統(tǒng)的工作原理
    2.2 攝像機與激光器的相對位置
        2.2.1 攝像機與激光器的幾何位置關(guān)系
        2.2.2 系統(tǒng)的工作距離
        2.2.3 激光器的投射角度
    2.3 本章小結(jié)
第3章 光柵條紋視覺圖像的特征分析
    3.1 V型、I型與搭接坡口
    3.2 間隙量、錯邊量、坡口角度不同的V型坡口
    3.3 多層多道焊過程中的典型焊縫圖像
    3.4 本章小結(jié)
第4章 光柵條紋的圖像處理與坐標化
    4.1 V型坡口的光柵條紋圖像處理
        4.1.1 原始圖像的特點分析
        4.1.2 圖像的校正
        4.1.3 開窗處理
        4.1.4 條紋分割
        4.1.5 條紋細化
    4.2 焊縫表面輪廓的光柵條紋圖像處理
    4.3 光柵條紋的坐標化
        4.3.1 攝像機的標定
        4.3.2 激光器的標定
        4.3.3 三維坐標的獲取
    4.4 本章小結(jié)
第5章 長焊縫視覺連續(xù)測量的實現(xiàn)
    5.1 系統(tǒng)工作方式的確定
    5.2 不同幀數(shù)圖像坐標系的統(tǒng)一
    5.3 連續(xù)掃描離散點坐標的獲取
    5.4 本章小結(jié)
第6章 坡口及焊縫表面輪廓的數(shù)字化
    6.1 坡口及焊縫表面輪廓的三維重構(gòu)
        6.1.1 點云數(shù)據(jù)的處理
        6.1.2 三維重構(gòu)
    6.2 焊縫參數(shù)量化指標的建立
        6.2.1 截面輪廓上特征點的提取
        6.2.2 尺寸參數(shù)的計算
    6.3 實際測量
        6.3.1 V型坡口
        6.3.2 一道次焊焊縫
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀碩士期間發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]我國焊接機器人應用現(xiàn)狀與技術(shù)發(fā)展趨勢[J]. 霍厚志,張?zhí)?杜啟恒,黃勝利,仇一晨.  焊管. 2017(02)
[4]基于網(wǎng)格激光的TIG焊熔池三維表面凹凸性分析[J]. 何笑英,黃健康,石玗,樊丁.  焊接學報. 2017(01)
[5]基于激光視覺傳感的船舶型材機器人焊接焊道編排及系統(tǒng)研制[J]. 劉希鵬,陳興,陳華斌,林濤.  上海交通大學學報. 2016(S1)
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[7]機器人裝配中的視覺引導定位技術(shù)研究[J]. 鄭魁敬,潘春瑩,許斐.  制造技術(shù)與機床. 2016(03)
[8]智能制造——“中國制造2025”的主攻方向[J]. 周濟.  中國機械工程. 2015(17)
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博士論文
[1]基于激光視覺傳感的CO2橫焊焊縫圖像處理研究[D]. 申俊琦.天津大學 2010
[2]空域自適應濾波方法及其在斜模式遙感圖像復原中的應用[D]. 鄭鈺輝.南京理工大學 2009

碩士論文
[1]坡口及焊縫表面三維輪廓的激光視覺表征[D]. 張國強.蘭州理工大學 2016
[2]基于線激光輔助的焊縫成形表征方法的研究[D]. 代敦三.蘭州理工大學 2013
[3]基于數(shù)字光柵投影的三維形貌技術(shù)研究[D]. 黃祥嶺.山東大學 2013
[4]復雜背景下室內(nèi)移動機器人雙目立體視覺系統(tǒng)研究[D]. 馬璇.浙江大學 2012
[5]激光結(jié)構(gòu)光視覺傳感器焊縫跟蹤的圖像處理方法研究[D]. 鄧景煜.上海交通大學 2012



本文編號：3594468