基于雙目視覺的焊接機(jī)器人標(biāo)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(gòu)成，鋁合金自動(dòng)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(biāo)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(shí)驗(yàn)結(jié)果。 以SAF公司的爬行自動(dòng)焊接小車為移動(dòng)平臺(tái)，以自制十字滑塊為主要偏差調(diào)整部件，制造了鋁合金自動(dòng)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(duì)雙目視覺傳感器標(biāo)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(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫的跟蹤。 首先根據(jù)各標(biāo)定方法的特點(diǎn)，提出了基于平面標(biāo)靶的約簡標(biāo)定方法。本方法使用平面標(biāo)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(diǎn)代入求解初始值，然后選取所有的點(diǎn)全面考慮各參數(shù)的非線性最小化，使計(jì)算精度提高。經(jīng)過算法的公式推導(dǎo)后，優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)已經(jīng)簡化為最小二乘法標(biāo)準(zhǔn)型，使得圖像標(biāo)定初始值計(jì)算過程大為簡化，減少了計(jì)算過程中的舍入誤差，提高了標(biāo)定精度和計(jì)算速度。 其次，在對(duì)焊縫進(jìn)

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(diǎn)不變量和交比不變?cè)砣胧郑岢隽嘶诰€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(yùn)用本文的以上方法設(shè)計(jì)了跟蹤實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)通過匹配兩幅圖象把焊縫恢復(fù)到三維世界坐標(biāo)系下，使用三次多項(xiàng)式插值方法生成機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度和加速度都平滑的機(jī)器控制指令，對(duì)曲線焊縫進(jìn)行了跟蹤。結(jié)果