隨著我國工業(yè)制造的快速發(fā)展,對于產(chǎn)品的測量又有了更高的精度要求,尤其是在我國的焊接領(lǐng)域,智能化焊接機器人因其具有的視覺功能在一定程度上提高了焊接精度和生產(chǎn)率,所以研究基于視覺的焊接機器人焊縫識別技術(shù)對我國焊接領(lǐng)域的發(fā)展有著重要意義。本文針對焊接機器人車架焊縫識別,將雙目視覺應(yīng)用于焊接機器人,深入研究了焊接機器人在焊接工作之前的車架焊縫識別技術(shù)。在Microsoft Visual Studio軟件中,利用C#語言編程實現(xiàn)焊接機器人車架焊縫識別系統(tǒng)。具體研究內(nèi)容如下:（1）論文介紹了系統(tǒng)搭建的硬件環(huán)境以及系統(tǒng)使用的前提條件是焊接機器人通過宏觀環(huán)境下的整體識別已到達車架焊縫附近,然后采用基于結(jié)構(gòu)光的雙目視覺技術(shù)來識別車架焊縫。雙目視覺的主要任務(wù)是從不同角度同時拍攝車架焊縫,測量焊縫的深度信息。通過雙目視覺技術(shù)的原理,采用Matlab工具箱實現(xiàn)雙目相機的標(biāo)定,依據(jù)獲取的相機參數(shù),通過Bouguet算子極線幾何的原理完成雙目圖像校正。因基于結(jié)構(gòu)光的雙目視覺技術(shù)通過豐富的特征信息量可以提高焊縫識別測量的精度,在綜合分析結(jié)構(gòu)光的特點后,設(shè)計了一種重復(fù)周期組合的編碼結(jié)構(gòu)光,該方法不僅可以提高被測物體的... 

【文章來源】：濟南大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

系統(tǒng)的

焊接機器人車架焊縫識別系統(tǒng)的研究10焊縫空間位置以及焊縫初始終止點。在研究的系統(tǒng)中，硬件環(huán)境搭建主要包括雙目相機、結(jié)構(gòu)光投射器、強光燈等。雙目相機采集的圖像中包括有結(jié)構(gòu)光和強光兩種投射方式。雙目相機如圖2.1(a)所示。其中鏡頭選擇日本Computar公司生產(chǎn)的H0514-MP2型號。選擇了兩個大恒圖像公司的MER-1520-13U3C系列CMOS相機，相機鏡頭的主要參數(shù)指標(biāo)如表2.1所示。結(jié)構(gòu)光投射器選擇MEMS-HD301系列激光掃描投影模組如圖2.1(b)所示。強光燈如圖2.1(c)所示，燈的功率為500W。(a)雙目視覺平臺(b)激光掃描投影模組(c)射燈圖2.1系統(tǒng)的硬件設(shè)備圖表2.1相機和鏡頭的主要參數(shù)指標(biāo)性能對象參數(shù)指標(biāo)相機幀率13fps接口USB3.0分辨率4608(H)3288(W)曝光時間22μs1s栥像素尺寸1.4μm1.4μm鏡頭焦距5mm硬件環(huán)境搭建示意圖如圖2.2所示。其中雙目相機之間的基線距離為500mm，雙目相機相對待識別的焊縫車架傾斜角度范圍為oo30～45，目的是減少采集圖像中非車架焊縫以外的背景，從而提高后續(xù)圖像處理的效率。搭建環(huán)境中為了保證左右相機成像圖像的均勻性并突出焊縫信息，采用兩個強光燈安裝于相機上方，投射方向與相機軸線保持平行。采用的激光掃描模組安裝于雙目相機中間，并向車架投射結(jié)構(gòu)光。

濟南大學(xué)碩士學(xué)位論文11圖2.2硬件環(huán)境搭建示意圖當(dāng)雙目相機開始采集圖像時，對于同一車架焊縫位置，首先打開激光掃描模組，同時關(guān)閉強光燈，雙目相機采集包含結(jié)構(gòu)光的車架焊縫圖像，采集完成后關(guān)閉激光掃描模組，同時打開強光燈，然后雙目相機采集包含強光的車架焊縫圖像，這樣整個采集過程共采集了左右4幅圖像。2.1.3軟件系統(tǒng)設(shè)計焊接機器人車架焊縫識別系統(tǒng)的實現(xiàn)主要面臨三個問題：一是在雙目視覺系統(tǒng)中雙目立體校正問題，根據(jù)雙目視覺系統(tǒng)的原理獲取相機標(biāo)定參數(shù)，并選擇合適的參數(shù)以及合適的算法提高立體校正的精度；二是在雙目視覺系統(tǒng)中，設(shè)計合適的結(jié)構(gòu)光既可以增加特征點的數(shù)量，又可以滿足測量需求；三是對于車架焊縫識別，選擇合適的立體匹配策略對焊縫識別效率和精度起重要作用。車架焊縫識別系統(tǒng)的整體架構(gòu)如圖2.3所示，主要目的如下：(1)能夠?qū)崿F(xiàn)對雙目圖像的立體校正；(2)通過結(jié)構(gòu)光與焊縫輪廓的提取結(jié)合實現(xiàn)雙目立體匹配，并計算出焊縫輪廓特征點的空間坐標(biāo)；(3)能把計算得出的車架焊縫輪廓空間點通過擬合空間坐標(biāo)點確定焊縫的空間位置以及焊縫的初始點和終止點。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3377105