基于雙目視覺的焊接機器人標定算法研究.pdf

1、本文主要介紹了基于雙目視覺的焊縫軌跡跟蹤視覺伺服控制系統(tǒng)，包括系統(tǒng)軟硬件構成，鋁合金自動焊雙目視覺熔池監(jiān)控傳感器制造，雙目立體視覺系統(tǒng)標定，基于線狀特征的焊逢匹配方法和焊縫跟蹤視覺控制方法及實驗結果。 以SAF公司的爬行自動焊接小車為移動平臺，以自制十字滑塊為主要偏差調整部件，制造了鋁合金自動焊雙目視覺熔池監(jiān)控傳感器，組建了用于空間曲線的焊縫跟蹤的硬件系統(tǒng)。在用本文方法對雙目視覺傳感器標定后，通過該硬件系統(tǒng)配合用自主開發(fā)的圖像匹

2、配和控制軟件最終實現(xiàn)對焊縫的跟蹤。 首先根據各標定方法的特點，提出了基于平面標靶的約簡標定方法。本方法使用平面標靶，其模型包含徑向畸變和切向畸變。算法選取圖像中心附近畸變小的點代入求解初始值，然后選取所有的點全面考慮各參數(shù)的非線性最小化，使計算精度提高。經過算法的公式推導后，優(yōu)化目標函數(shù)已經簡化為最小二乘法標準型，使得圖像標定初始值計算過程大為簡化，減少了計算過程中的舍入誤差，提高了標定精度和計算速度。 其次，在對焊縫進

3、行圖形處理，提取焊縫邊緣特征后。在分析焊縫的特征后，從廣義拐點不變量和交比不變原理入手，提出了基于線狀特征的焊縫匹配方法。和傳統(tǒng)方法比較后，證明了該方法在焊縫匹配上的優(yōu)越性。焊縫平面上平均匹配誤差為1.4mm，焊縫高度上平均匹配誤差為0.9mm。 最后，運用本文的以上方法設計了跟蹤實驗。實驗通過匹配兩幅圖象把焊縫恢復到三維世界坐標系下，使用三次多項式插值方法生成機構運動速度和加速度都平滑的機器控制指令，對曲線焊縫進行了跟蹤。結果