隨著中國制造2025戰(zhàn)略的提出,我國制造業(yè)各領域都向著自動化與智能化的方向發(fā)展。焊接技術作為工業(yè)重要的組成部分之一,智能化焊接對于工業(yè)發(fā)展有著重要意義。焊縫識別技術作為實現(xiàn)焊接自動化的核心技術之一,同樣引起了學術界以及工業(yè)界的廣泛關注。當前關于焊縫識別與檢測技術的研究主要集中在小窗口特定環(huán)境下的焊縫識別定位,對于復雜環(huán)境下的多焊縫目標識別的研究還不夠深入。而且相關算法參數固定,對環(huán)境適應性差。近年來深度學習的發(fā)展則為焊縫識別提供了新的思路。因此針對當前焊縫識別算法識別窗口小,算法適應性差等問題,本文提出了基于深度學習的焊縫識別及路徑生成系統(tǒng),旨在實現(xiàn)復雜環(huán)境下焊縫的識別檢測,配合深度相機實現(xiàn)焊接路徑的生成,并最終完成功能模塊的封裝以及軟件開發(fā)工作。首先進行焊縫圖像數據集的搭建工作。本文搭建的Welding Seam數據集包含有約2000張焊縫圖像數據,包括對接接頭焊縫,搭接接頭焊縫以及T型接頭焊縫等多種類型焊縫,同時使用翻轉,加噪等手段進行數據集的擴充并對焊縫類型以及目標為位置進行標注。本文在Faster-RCNN的基礎上搭建深度神經網絡模型。該模型按照功能分為目標提取模塊,預選區(qū)域生... 

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

【文章頁數】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

1邊緣檢測獲取焊縫輪廓示意圖

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-4-針對薄板激光焊接時存在的初始點定位問題，2013年河北工業(yè)大學董硯等提出了基于同軸攝像機的激光焊接初始點識別與定位方法[15]。識別出的焊縫初始點及圖像中心點如圖1.2.2所示。該方法利用同軸攝相機焊槍系統(tǒng)，通過檢測被動視覺下的焊縫圖像，使用圖像增強技術以及直方圖均勻化并通過霍夫變換獲取焊縫初始點位置。該方法針對于特殊焊縫具有較高的精度，定位誤差達到0.01mm。圖1.2.2薄板激光焊接初始點定位問題2016年RadovanKovaccvic等人提出了一種基于模板匹配的算法對焊縫初始點進行識別與檢測[16]，研究結果表明，該算法對于簡單焊縫的定位精度可以達到±0.5mm綜合上述模板匹配算法的與局部搜索算法的優(yōu)勢，2017年山東科技大學孫農亮等針對薄板微細焊縫的定位與識別提出了一種基于視覺的初始點定位方法[17]。該方法首先通過采取不同尺度一直旋轉角度下焊縫的圖像，利用模板匹配的方法獲取焊縫初始點的大概位置。接下來通過Shi-Tomasi算法進行局部處理，獲得焊縫初始點的高精確坐標。該方法克服了尺度變化與角度旋轉變化帶來的干擾，具有較好的魯棒性。識別結果如圖1.2.3所示圖1.2.3焊縫初始點的定位效果圖

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-4-針對薄板激光焊接時存在的初始點定位問題，2013年河北工業(yè)大學董硯等提出了基于同軸攝像機的激光焊接初始點識別與定位方法[15]。識別出的焊縫初始點及圖像中心點如圖1.2.2所示。該方法利用同軸攝相機焊槍系統(tǒng)，通過檢測被動視覺下的焊縫圖像，使用圖像增強技術以及直方圖均勻化并通過霍夫變換獲取焊縫初始點位置。該方法針對于特殊焊縫具有較高的精度，定位誤差達到0.01mm。圖1.2.2薄板激光焊接初始點定位問題2016年RadovanKovaccvic等人提出了一種基于模板匹配的算法對焊縫初始點進行識別與檢測[16]，研究結果表明，該算法對于簡單焊縫的定位精度可以達到±0.5mm綜合上述模板匹配算法的與局部搜索算法的優(yōu)勢，2017年山東科技大學孫農亮等針對薄板微細焊縫的定位與識別提出了一種基于視覺的初始點定位方法[17]。該方法首先通過采取不同尺度一直旋轉角度下焊縫的圖像，利用模板匹配的方法獲取焊縫初始點的大概位置。接下來通過Shi-Tomasi算法進行局部處理，獲得焊縫初始點的高精確坐標。該方法克服了尺度變化與角度旋轉變化帶來的干擾，具有較好的魯棒性。識別結果如圖1.2.3所示圖1.2.3焊縫初始點的定位效果圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]焊接機器人的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 周利平.  山東工業(yè)技術. 2019(16)
[2]深度學習方法研究綜述[J]. 高明旭,李靖,朱緒平,常延輝.  中國科技信息. 2019(10)
[3]一種基于CNN深度學習的焊接機器人視覺模型[J]. 李鶴喜,韓新樂,方灶軍.  焊接學報. 2019(02)
[4]平面自主移動焊接機器人初始位置檢測定位[J]. 尤帥,張華,周依霖,熊根.  焊接. 2018(10)
[5]深度卷積網絡壓縮算法在焊縫識別中的應用[J]. 劉美菊,運勃.  激光與光電子學進展. 2019(05)
[6]視覺傳感技術在機器人智能化焊接中的研究現(xiàn)狀[J]. 陳華斌,孔萌,呂娜,許燕玲,陳善本.  電焊機. 2017(03)
[7]微細對接焊縫初始點定位方法[J]. 孫農亮,崔紅星,梁少華.  光學精密工程. 2017(03)
[8]我國焊接機器人應用現(xiàn)狀與技術發(fā)展趨勢[J]. 霍厚志,張?zhí)?杜啟恒,黃勝利,仇一晨.  焊管. 2017(02)
[9]機器人焊接智能化技術與研究現(xiàn)狀[J]. 陳華斌,黃紅雨,林濤,張華軍,陳善本.  電焊機. 2013(04)
[10]基于同軸攝像機的激光焊縫初始點識別與定位[J]. 董硯,崔麗娜,陳海永,孫鶴旭.  計算機測量與控制. 2013(03)

博士論文
[1]基于雙目視覺的弧焊機器人焊縫三維信息獲取研究[D]. 陳希章.上海交通大學 2007

碩士論文
[1]機器人空間曲線焊縫識別及軌跡規(guī)劃研究[D]. 徐成剛.江蘇科技大學 2017
[2]基于視覺的弧焊機器人焊縫跟蹤系統(tǒng)控制研究[D]. 吳瑞.廣西科技大學 2015
[3]樣本分布變化的多示例學習方法研究[D]. 張偉嘉.南京大學 2014
[4]基于單目視覺的機器人焊縫識別與軌跡規(guī)劃[D]. 王健.上海交通大學 2012



本文編號：2983962