焊縫成形的雙目視覺評(píng)判方法研究.pdf

1、焊縫外觀質(zhì)量是壓力容器、轎車、螺旋焊管等焊接生產(chǎn)質(zhì)量保證體系重要組成部分，焊縫外觀質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率有較大的影響，生產(chǎn)企業(yè)對(duì)焊縫外觀成形質(zhì)量的要求愈加嚴(yán)格，對(duì)其檢測(cè)和評(píng)判方法的要求也進(jìn)一步提高。目前，主要依靠人工目測(cè)方法對(duì)焊縫表面出現(xiàn)的咬邊、根部未焊透、氣孔、裂紋等缺陷加以判定。由于檢驗(yàn)人員的技能素質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)的不同，對(duì)質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的把握難免有偏差，檢驗(yàn)結(jié)果受檢驗(yàn)人員主觀因素的影響而不穩(wěn)定，評(píng)判的定量精度難以保證。這種評(píng)價(jià)方法無(wú)法

2、滿足焊接生產(chǎn)的自動(dòng)化和精量化發(fā)展需求。雙目立體視覺技術(shù)被廣泛應(yīng)用于目標(biāo)辨識(shí)及精確測(cè)量、路徑引導(dǎo)及規(guī)劃、實(shí)時(shí)跟蹤等工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。本文采用雙目立體視覺獲取焊縫表面成形圖像，探索了一種焊縫外觀成形的視覺測(cè)量和評(píng)價(jià)方法。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　 (1)搭建了一套用于評(píng)判和檢測(cè)焊縫成形的計(jì)算機(jī)雙目立體視覺系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件主要包括工業(yè)數(shù)字相機(jī)(MV-3000UC)、鏡頭(VS-0814M)、白色條形光源(VS-RL200)及其控制器、計(jì)算機(jī)等

3、。采集焊縫視覺圖像時(shí)用可調(diào)的主動(dòng)光源來(lái)增強(qiáng)對(duì)比度，采集的視覺圖像通過USB接口傳輸至計(jì)算機(jī)。采用開發(fā)的視覺圖像處理軟件即可實(shí)現(xiàn)焊縫圖像的顯示、存儲(chǔ)、預(yù)處理和焊縫成形參數(shù)的提取等功能。
　　 (2)通過對(duì)攝像機(jī)的標(biāo)定，獲取了兩攝像機(jī)的內(nèi)、外參數(shù)及投影矩陣，得到了圖像像素位置與三維場(chǎng)景位置間的關(guān)系，獲得了被測(cè)焊縫所處的物理坐標(biāo)系與其成像坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，建立了測(cè)量坐標(biāo)系。根據(jù)投影矩陣的變換校正了攝像機(jī)模型，大大簡(jiǎn)化了后期計(jì)算。通

4、過對(duì)圖像的校正、銳化、平滑等預(yù)處理，使焊縫的輪廓特征更加明顯。對(duì)焊縫區(qū)域進(jìn)行分割后可以提取長(zhǎng)度和寬度等平面信息。在提取焊縫表面高度信息時(shí)，對(duì)焊縫圖像進(jìn)行了立體匹配和表面三維重構(gòu)。實(shí)際測(cè)量證明，運(yùn)用計(jì)算機(jī)雙目視覺技術(shù)獲取的焊縫寬度、余高等成形參數(shù)有較高的準(zhǔn)確性，可以作為焊縫成形評(píng)判的基本參數(shù)。
　　 (3)分析了影響焊縫成形的主要因素，探究焊縫主要外觀缺陷與其成形表征參數(shù)之間的關(guān)系。根據(jù)現(xiàn)行的焊縫成形評(píng)價(jià)方法與評(píng)價(jià)體系，建立了以計(jì)