隨著新一代的衛(wèi)星平臺對推進(jìn)系統(tǒng)管路的生產(chǎn)周期、焊接質(zhì)量有了更高的要求,對焊接設(shè)備的自動化程度的要求不斷提高,在傳統(tǒng)的衛(wèi)星推進(jìn)系統(tǒng)中,很多管路焊接工作基本由工人來進(jìn)行手動的焊接,這就無法保證質(zhì)量和生產(chǎn)時間,并且在可靠性方面也很難滿足要求,精度依賴于操作者的經(jīng)驗。為解決上述問題,需要研制能夠自動定位焊縫、自動點固和自動完成鎢極對中的基于雙目立體視覺的自動焊接作業(yè)平臺,進(jìn)而實現(xiàn)衛(wèi)星推進(jìn)系統(tǒng)中大量焊縫的由視覺機(jī)器人進(jìn)行操作的自動焊接。本文在這一實際項目的背景下,最終完成了基于雙目立體視覺和激光測距的焊縫位置坐標(biāo)識別算法的設(shè)計,本項目的研究對于提高焊接工作的生產(chǎn)效率和縮短工作周期有重要的意義。本文對雙目立體視覺、焊接機(jī)器人的國內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,根據(jù)系統(tǒng)的總體設(shè)計指標(biāo)和設(shè)計原則對相關(guān)硬件進(jìn)行了硬件選型和安裝等工作,在這個基礎(chǔ)上搭建了視覺系統(tǒng)的模擬環(huán)境。了解了相機(jī)成像坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系和成像模型的建立,也了解了雙目立體視覺系統(tǒng)的成像模型。最后研究了單目相機(jī)標(biāo)定、雙目相機(jī)標(biāo)定和校正、機(jī)械臂手眼標(biāo)定這三種標(biāo)定及雙目校正的算法原理,并完成了系統(tǒng)的所有標(biāo)定和校正工作。在圖像預(yù)處理的基礎(chǔ)上研究并設(shè)計了確定... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

系統(tǒng)組成示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-6-浙江大學(xué)在多自由度機(jī)械臂上采用雙目測量技術(shù)來實現(xiàn)精確定位和檢測[28]，可以得到左右圖像中必要點的三維坐標(biāo)，這樣的裝置處理圖像速度很快，精度更高。相比于一般情況的系統(tǒng)，由于被測目標(biāo)物體的動與靜對測量均無影響，所以該裝置更適合動態(tài)測量。東南大學(xué)提出了一種基于雙目立體視覺為原理的新測量方法，該方法可以針對三維空間中的不是規(guī)則的物體實現(xiàn)非接觸的精密測量[29]。中國航天科技集團(tuán)公司研發(fā)出如圖1-2所示的“玉兔號”月球車。月球車裝有兩套雙目立體視覺系統(tǒng)來對路徑進(jìn)行規(guī)劃，并且可以辨別障礙，對于直徑大于2m的坑可以安全避讓[30]。圖1-2玉兔號月球車到現(xiàn)在為止，中國在安全防護(hù)、醫(yī)療及金融安全等相關(guān)領(lǐng)域有幾百家與機(jī)器視覺相關(guān)的企業(yè)。雖然我國對于雙目立體視覺的研究早已大力開展了許多工作，但是雙目立體視覺技術(shù)的研究方向依然很寬闊，我們?nèi)孕枰㈦p目立體視覺應(yīng)用到各個領(lǐng)域。1.3圖像特征提取與立體匹配算法研究現(xiàn)狀雙目立體視覺系統(tǒng)中最關(guān)鍵的就是立體匹配，目前如何提高匹配精度、匹配效率、增強(qiáng)魯棒性成為立體匹配研究的重難點。國外在立體匹配上的研究比國內(nèi)較早，Roy[31]首次通過實驗驗證將圖像分割算法應(yīng)用在立體匹配上可以很好的解決由全局優(yōu)化帶來的算法問題（比如水平線誤差），但是這樣得到的視差圖像輪廓模糊，而且區(qū)分度較低。2001年，Szelisk等[32]把立體匹配技術(shù)劃分為四個子問題：計算立體匹配的成本、匹配代價的聚合、視差計算和優(yōu)化，并且還建立了Middlebury數(shù)據(jù)測評平臺[33，34]，同時為了評估立體匹配算法還設(shè)定了一套標(biāo)準(zhǔn)。Geiger提出了強(qiáng)約束點（豐富的紋理或特征信息）作為支撐點來解決了高分辨率圖像立體匹配時間太長的問題[35]。支撐點與OpenMP技

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-11-（7）能夠根據(jù)Pro/E三維圖及雙目立體視覺進(jìn)行規(guī)劃運動軌跡。（8）具有人機(jī)交互界面，控制界面為中文，操作簡便.（9）電源：380V±10%，50±1Hz，三相交流；圖2-1不同尺寸的導(dǎo)管對比圖2.1.2總體設(shè)計方案本文為KUKAKR30-3型機(jī)械臂搭配了雙目相機(jī)、自動焊鉗、激光測距傳感器等儀器，并以此為基礎(chǔ)，利用C++和OpenCv開發(fā)設(shè)計了視覺機(jī)器人系統(tǒng)來完成所需的功能，并對整個系統(tǒng)進(jìn)行整合和調(diào)試。在工作過程中，雙目立體視覺控制與監(jiān)測系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)向主控系統(tǒng)提供所需的位置信息，從而保證焊接的準(zhǔn)確可靠。機(jī)械臂控制系統(tǒng)通過TCP/IP和主控制系統(tǒng)通信，并接收視覺系統(tǒng)所傳輸?shù)母鞣N信息，包括點位信息、復(fù)位信息以及焊縫的坐標(biāo)信息等，從而完成機(jī)械臂末端工具焊鉗夾持鈦合金導(dǎo)管的焊縫的所有動作。系統(tǒng)總體設(shè)計如圖2-2所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]雙目立體視覺系統(tǒng)的技術(shù)分析與應(yīng)用[J]. 吳瓊,劉寶龍,王科,王江,盧浩.  中國新通信. 2020(01)
[2]北斗正式提供全球服務(wù)[J].   電世界. 2019(03)
[3]基于雙目視覺的三維測量技術(shù)研究[J]. 周科杰,馮常.  計算機(jī)測量與控制. 2019(01)
[4]柔性制造系統(tǒng)在中小企業(yè)中的應(yīng)用和未來的發(fā)展[J]. 倪珉.  機(jī)械管理開發(fā). 2018(08)
[5]基于顏色空間變量的輸電線圖像分類及特征提取[J]. 周封,任貴新.  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2018(05)
[6]KUKA KR6機(jī)器人的運動學(xué)分析與仿真[J]. 李光亮,陳君若.  自動化儀表. 2018(01)
[7]焊接機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢分析[J]. 傅元吉.  中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2017(20)
[8]我國焊接機(jī)器人應(yīng)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)
[9]焊接機(jī)器人應(yīng)用的優(yōu)勢與劣勢研究[J]. 劉溪.  農(nóng)業(yè)科技與裝備. 2015(12)
[10]淺談焊接機(jī)器人現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 張文明,王新宇.  山東工業(yè)技術(shù). 2016(04)

碩士論文
[1]基于雙目立體視覺的電力儀表定位與抓取系統(tǒng)研究[D]. 劉海龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]電力儀表檢定流水線控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 孫承景.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]雙目立體視覺測距技術(shù)研究[D]. 楊潔.西安理工大學(xué) 2017
[4]基于雙目視覺的機(jī)器人目標(biāo)定位技術(shù)研究[D]. 閆磊.廣東工業(yè)大學(xué) 2017
[5]基于雙目視覺的移動機(jī)器人室內(nèi)三維地圖構(gòu)建方法研究[D]. 周智.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[6]攝像機(jī)標(biāo)定及立體匹配技術(shù)研究[D]. 鄭楷鵬.南京理工大學(xué) 2017
[7]面向固定平臺的多特征目標(biāo)檢測與跟蹤技術(shù)研究[D]. 貴軍濤.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[8]基于雙目視覺的機(jī)器人定位技術(shù)研究[D]. 何佳唯.江南大學(xué) 2016
[9]面向工業(yè)應(yīng)用的機(jī)器人手眼標(biāo)定與物體定位[D]. 程玉立.浙江大學(xué) 2016
[10]基于雙目立體視覺的工業(yè)機(jī)器人目標(biāo)識別及定位研究[D]. 聶春鵬.長安大學(xué) 2015



本文編號：2960939