基于線結(jié)構(gòu)光視覺(jué)的焊縫余高和熔寬檢測(cè).pdf

1、目前，對(duì)于焊縫的拋光打磨，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)主要依靠人工通過(guò)肉眼觀察焊縫外觀以及使用千葉片或者砂輪等來(lái)進(jìn)行打磨作業(yè)。這種作業(yè)方式不僅效率低下，且其拋磨精度和穩(wěn)定性比較差。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展為解決焊縫拋磨提供了一種新的思路，尤其是線結(jié)構(gòu)光視覺(jué)在焊縫檢測(cè)中的應(yīng)用，能夠很好的解決上述問(wèn)題。在焊縫拋磨中最重要的參數(shù)即余高以及熔寬，因此本文對(duì)焊縫檢測(cè)所涉及到的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了初步研究。
　　本文首先從系統(tǒng)層面介紹了整個(gè)線結(jié)構(gòu)光視覺(jué)系統(tǒng)以及其原理。根據(jù)實(shí)

2、際工況需求，對(duì)線結(jié)構(gòu)光光路進(jìn)行了設(shè)計(jì)并對(duì)CMOS相機(jī)進(jìn)行選型；考慮到焊縫材料特征，選擇了650nm波長(zhǎng)的激光發(fā)生器，采用了窄帶濾光片來(lái)濾除環(huán)境光干擾；通過(guò)以上視覺(jué)元件的結(jié)構(gòu)，結(jié)合機(jī)器人末端尺寸，對(duì)視覺(jué)傳感器夾具進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并最終搭建了焊縫余高和熔寬檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
　　為了建立相機(jī)中像素坐標(biāo)與三維空間的關(guān)系，對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行了標(biāo)定。首先建立了相機(jī)的數(shù)學(xué)模型，并利用張氏標(biāo)定法對(duì)相機(jī)進(jìn)行了標(biāo)定，獲得了相機(jī)的內(nèi)參；利用平面棋盤(pán)作為標(biāo)定參照物

3、；對(duì)線結(jié)構(gòu)光進(jìn)行了標(biāo)定，并得到了線結(jié)構(gòu)光平面方程；在上述內(nèi)參模型的基礎(chǔ)上利用兩步法對(duì)機(jī)器人手眼關(guān)系進(jìn)行了標(biāo)定，并得到了手眼關(guān)系矩陣。
　　應(yīng)用隨機(jī)抽樣一致性（RANSAC）算法對(duì)焊縫圖像進(jìn)行了處理，提取出焊縫余高以及熔寬信息。首先對(duì)采集到的焊縫圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到二值化圖像；通過(guò)邊緣提取得到激光條紋邊緣圖像，采用改進(jìn)了的平均法得到單像素激光中心線；通過(guò)RANSAC算法可得到其數(shù)學(xué)模型，并動(dòng)態(tài)設(shè)定感興趣區(qū)域（ROI）；在此ROI中，