焊縫成形的雙目視覺評判方法研究.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)對焊縫外觀成形質(zhì)量的要求愈加嚴格，對其檢測和評判方法的要求也進一步提高。目前，主要依靠人工目測方法對焊縫表面出現(xiàn)的咬邊、根部未焊透、氣孔、裂紋等缺陷加以判定。由于檢驗人員的技能素質(zhì)和經(jīng)驗的不同，對質(zhì)量檢驗標準的把握難免有偏差，檢驗結(jié)果受檢驗人員主觀因素的影響而不穩(wěn)定，評判的定量精度難以保證。這種評價方法無法

2、滿足焊接生產(chǎn)的自動化和精量化發(fā)展需求。雙目立體視覺技術(shù)被廣泛應(yīng)用于目標辨識及精確測量、路徑引導(dǎo)及規(guī)劃、實時跟蹤等工業(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量和評價方法。主要研究內(nèi)容包括：
　　 (1)搭建了一套用于評判和檢測焊縫成形的計算機雙目立體視覺系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件主要包括工業(yè)數(shù)字相機(MV-3000UC)、鏡頭(VS-0814M)、白色條形光源(VS-RL200)及其控制器、計算機等

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

4、過對圖像的校正、銳化、平滑等預(yù)處理，使焊縫的輪廓特征更加明顯。對焊縫區(qū)域進行分割后可以提取長度和寬度等平面信息。在提取焊縫表面高度信息時，對焊縫圖像進行了立體匹配和表面三維重構(gòu)。實際測量證明，運用計算機雙目視覺技術(shù)獲取的焊縫寬度、余高等成形參數(shù)有較高的準確性，可以作為焊縫成形評判的基本參數(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)行的焊縫成形評價方法與評價體系，建立了以計