機(jī)器人空間曲線焊縫識(shí)別及軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、焊接過(guò)程的自動(dòng)化與智能化已成為未來(lái)焊接技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，將機(jī)器人引入焊接領(lǐng)域是實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化關(guān)鍵步驟。然而目前市面上大部分機(jī)器人還是示教再現(xiàn)型，智能化程度和自適應(yīng)能力都較低。焊縫跟蹤技術(shù)是智能化焊接技術(shù)領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容，其主要思想是利用多傳感器技術(shù)，使機(jī)器人可以適應(yīng)未知、復(fù)雜以及多變的環(huán)境。本文主要針對(duì)存在高度變化的三維焊縫的信息獲取和軌跡規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行研究，本文利用被動(dòng)視覺(jué)和主動(dòng)視覺(jué)分別完成焊縫初始點(diǎn)的識(shí)別和其三維信息的獲取以

2、及跟蹤時(shí)焊縫目標(biāo)點(diǎn)的識(shí)別和其三維信息的獲取。
　　首先，本文搭建了機(jī)器人主動(dòng)視覺(jué)和被動(dòng)視覺(jué)手眼系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，主要包括機(jī)器人模型及控制器，上位機(jī)，攝像機(jī)以及主動(dòng)視覺(jué)使用的激光器。
　　在系統(tǒng)標(biāo)定時(shí)，利用 Matlab標(biāo)定工具箱和棋盤格標(biāo)定板完成了對(duì)攝像機(jī)內(nèi)參矩陣，畸變因子以及外參矩陣的標(biāo)定。對(duì)于被動(dòng)視覺(jué)手眼系統(tǒng)，探索了一種基于馬達(dá)代數(shù)的手眼標(biāo)定算法，該算法精度比傳統(tǒng)算法略高，且更為快速。
　　在焊縫初始點(diǎn)識(shí)別過(guò)程中，研

3、究了利用圖像形態(tài)學(xué)進(jìn)行邊緣檢測(cè)的方法，較傳統(tǒng)的邊緣檢測(cè)方法有更好的自適應(yīng)能力,再結(jié)合hough變換識(shí)別出焊縫初始點(diǎn)。在焊縫目標(biāo)點(diǎn)識(shí)別時(shí)，根據(jù)采集到的圖像特征利用閾值法分離出焊縫條紋和激光條紋，并利用基于最大圓盤的圖像骨架提取方法對(duì)分離出來(lái)的焊縫條紋和激光條紋進(jìn)行細(xì)化，同樣利用hough變換完成了焊縫目標(biāo)點(diǎn)的識(shí)別。
　　接下來(lái)，利用機(jī)器人移動(dòng)到不同的位置模擬出雙目模型，即“單目雙工位”測(cè)量算法，獲取焊縫初始點(diǎn)三維信息。對(duì)于跟蹤過(guò)程中