結(jié)構(gòu)光視覺(jué)測(cè)量技術(shù)因其測(cè)量精度高、速度快、非接觸、成本低等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于焊接機(jī)器人領(lǐng)域,所發(fā)展的新一代焊接機(jī)器人呈現(xiàn)出取代傳統(tǒng)手工焊和示教再現(xiàn)型焊接機(jī)器人的趨勢(shì)。結(jié)構(gòu)光視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)的精確標(biāo)定、焊縫的準(zhǔn)確識(shí)別與定位、焊接軌跡的合理規(guī)劃是這類焊接機(jī)器人系統(tǒng)的核心問(wèn)題。本文針對(duì)六自由度機(jī)器人焊接系統(tǒng),圍繞結(jié)構(gòu)光視覺(jué)測(cè)量的標(biāo)定技術(shù)、強(qiáng)反光材料的焊縫圖像特征識(shí)別技術(shù)、角接型焊縫焊接軌跡規(guī)劃方法進(jìn)行了深入研究,論文主要工作如下:(1)研究結(jié)構(gòu)光視覺(jué)測(cè)量技術(shù)的立體測(cè)量原理,將其測(cè)量模型分為攝像機(jī)模型、結(jié)構(gòu)光模型、手眼模型三個(gè)部分,分別研究了攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)標(biāo)定方法、結(jié)構(gòu)光平面參數(shù)標(biāo)定方法和手眼矩陣標(biāo)定及優(yōu)化方法。(2)焊縫圖像的特征點(diǎn)檢測(cè)。針對(duì)不銹鋼角接型焊縫圖像強(qiáng)反光的特點(diǎn),通過(guò)分析不同機(jī)器人姿態(tài)下拍攝到的焊縫圖像,提出了基于圖像形態(tài)學(xué)的焊縫特征點(diǎn)檢測(cè)方法,采用圖像連通域?yàn)V波、圖像ROI(Region of Interest)提取、角點(diǎn)檢測(cè)等方法,對(duì)焊縫特征點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確提取。其次,研究了焊縫三維重建與機(jī)器人焊接軌跡規(guī)劃方法,基于結(jié)構(gòu)光視覺(jué)測(cè)量原理,推導(dǎo)了像素坐標(biāo)系到機(jī)器人坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)變換,為焊縫...

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 焊接機(jī)器人的分類與發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 結(jié)構(gòu)光視覺(jué)測(cè)量技術(shù)在焊接機(jī)器人領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 結(jié)構(gòu)光視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定
    2.1 攝像機(jī)成像模型
        2.1.1 小孔成像模型
        2.1.2 攝像機(jī)內(nèi)參模型
        2.1.3 攝像機(jī)鏡頭畸變模型
        2.1.4 攝像機(jī)外參模型
    2.2 攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)標(biāo)定
    2.3 結(jié)構(gòu)光平面參數(shù)標(biāo)定
        2.3.1 基于結(jié)構(gòu)光視覺(jué)的三角測(cè)量原理
        2.3.2 結(jié)構(gòu)光平面參數(shù)標(biāo)定原理
        2.3.3 結(jié)構(gòu)光平面參數(shù)標(biāo)定
    2.4 手眼標(biāo)定
        2.4.1 手眼標(biāo)定算法
        2.4.2 手眼標(biāo)定方法
        2.4.3 手眼標(biāo)定的非線性優(yōu)化
    2.5 本章小結(jié)
第3章 焊縫三維重建與焊接軌跡規(guī)劃
    3.1 焊縫三維重建
        3.1.1 不銹鋼焊縫圖像特征提取
        3.1.2 圖像坐標(biāo)系到機(jī)器人坐標(biāo)系的變換
    3.2 焊接軌跡規(guī)劃
        3.2.1 焊接軌跡樣條插值方法
        3.2.2 焊槍姿態(tài)約束計(jì)算方法
    3.3 本章小結(jié)
第4章 六自由度機(jī)器人焊接系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
    4.1 軟件平臺(tái)搭建
        4.1.1 QT開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建
        4.1.2 配置OpenCV開(kāi)源庫(kù)
        4.1.3 配置PCL開(kāi)源庫(kù)
    4.2 焊接系統(tǒng)的軟件界面設(shè)計(jì)
    4.3 多線程設(shè)計(jì)
    4.4 工控機(jī)與各子系統(tǒng)之間的通信
        4.4.1 工控機(jī)與PLC的通信
        4.4.2 工控機(jī)與機(jī)器人的通信
    4.5 本章小結(jié)
第5章 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
    5.1 六自由度機(jī)器人焊接系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
    5.2 結(jié)構(gòu)光視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取
        5.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.3 不銹鋼角焊縫檢測(cè)與跟蹤實(shí)驗(yàn)
    5.4 不銹鋼材料焊接實(shí)驗(yàn)
        5.4.1 焊接效果
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果



本文編號(hào)：3826133