本文選題：激光視覺(jué)　切入點(diǎn)：焊縫跟蹤　出處：《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》2017年10期

【摘要】：針對(duì)目前在實(shí)際焊接過(guò)程中多數(shù)焊縫自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)對(duì)飛濺、弧光等噪聲干擾十分敏感,從而造成焊接精度損失的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)焊縫特征圖像的線激光視覺(jué)傳感器,并根據(jù)其幾何模型建立了精確的測(cè)量模型。跟蹤過(guò)程中以線性表示模型對(duì)觀測(cè)矢量進(jìn)行建模并利用仿射變換模型對(duì)焊縫運(yùn)動(dòng)進(jìn)行描述,提出了基于概率連續(xù)模型的焊縫跟蹤算法。充分利用圖像中激光條紋和背景噪聲的空間一致性,結(jié)合刻畫鄰域結(jié)構(gòu)內(nèi)像素點(diǎn)間相互關(guān)系的一階馬爾可夫隨機(jī)場(chǎng)理論,推導(dǎo)出焊縫跟蹤問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)。采用基于最小二乘法與最大流/最小割的迭代算法對(duì)其進(jìn)行求解,最終獲取準(zhǔn)確的焊縫位置。搭建了焊縫跟蹤試驗(yàn)平臺(tái),并在實(shí)際焊接環(huán)境中應(yīng)用所提算法進(jìn)行焊縫跟蹤試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明該算法的跟蹤精度達(dá)?0.109 1 mm,平均每幀圖像處理時(shí)間不長(zhǎng)于45 ms,并且激光條紋與焊接熔池的最小距離可達(dá)24 mm,能夠克服強(qiáng)烈噪聲干擾,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的焊縫跟蹤。
[Abstract]:In view of the fact that most welding seam automatic tracking systems are sensitive to splash, arc and other noise interference, which results in the loss of welding accuracy, a line laser vision sensor is designed, which can detect weld characteristic image in real time.An accurate measurement model is established according to its geometric model.In the process of tracking, the observation vector is modeled by linear representation model and the seam motion is described by affine transformation model. A seam tracking algorithm based on probabilistic continuous model is proposed.Based on the spatial consistency of laser stripes and background noise and the first-order Markov random field theory which describes the relationship between pixels in the neighborhood structure, the objective function of weld seam tracking problem is derived.An iterative algorithm based on the least square method and the maximum flow / minimum cut is used to solve the problem, and the exact weld position is obtained.A welding seam tracking test platform was set up, and the proposed algorithm was applied to the welding seam tracking test in the actual welding environment.The experimental results show that the tracking accuracy of the algorithm is 0.109 1 mm, the average image processing time per frame is not longer than 45 Ms, and the minimum distance between laser stripe and weld pool can reach 24 mm, which can overcome the strong noise interference and realize real-time and accurate weld seam tracking.
【作者單位】： 華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家科技重大專項(xiàng)資助項(xiàng)目(2015ZX04005006)
【分類號(hào)】：TG409;TP391.41

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