用于遙控焊接的立體視覺焊縫建模研究.pdf

1、極限環(huán)境中的焊接任務(wù)需要以遙控焊接的方式來完成。遙控焊接任務(wù)中，焊縫空間位置的獲取和焊縫模型的表達(dá)都具有非常重要的意義。通過傳感器迅速、準(zhǔn)確的獲得遠(yuǎn)端焊縫信息，并將其提供給焊接機(jī)器人，可提高工作效率和安全性。本文采用遙控焊接立體視覺系統(tǒng)，在遠(yuǎn)距離處對(duì)焊縫進(jìn)行全局建模，先獲得焊縫點(diǎn)云，再對(duì)其進(jìn)行曲線擬合建立焊縫NURBS曲線模型，為機(jī)器人焊接軌跡規(guī)劃等提供了保證。
　　本文分析了立體視覺的重建過程，完成了系統(tǒng)標(biāo)定。并采用極線校正算法

2、對(duì)圖像進(jìn)行重投影變換，使對(duì)應(yīng)極線變?yōu)檠刂鴪D像的水平掃描線方向，以降低特征匹配算法的復(fù)雜度。提出了一種新的特征檢測(cè)算法：先使用底帽變換對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理突出焊縫部分，通過Canny算子邊緣檢測(cè)和閉操作獲得像素級(jí)焊縫邊緣；根據(jù)焊縫的邊緣連續(xù)性和寬度有限特點(diǎn)去除焊縫特征中的誤檢測(cè)點(diǎn)；然后對(duì)焊縫離散點(diǎn)進(jìn)行三次平滑樣條擬合，獲得了光滑的亞像素級(jí)焊縫特征。接下來在極線約束下完成了焊縫的特征匹配，并根據(jù)立體視覺原理計(jì)算焊縫的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
　　NUR

3、BS曲線模型具有很好的通用性和靈活性。本文實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)云數(shù)據(jù)的NURBS曲線擬合，建立了焊縫的參數(shù)曲線模型，不僅降低了數(shù)據(jù)量，而且建立的曲線模型可為機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制提供便利。
　　為了驗(yàn)證本文焊縫建模方法的可行性和優(yōu)勢(shì)，對(duì)平面和曲面典型焊縫進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并對(duì)焊縫模型誤差進(jìn)行分析。經(jīng)統(tǒng)計(jì)得到：平面S形焊縫模型的平均擬合誤差為0.10mm，平均絕對(duì)定位距離誤差為1.49mm；曲面S形焊縫模型的平均擬合誤差為0.43mm，平均絕對(duì)定位距離誤差