機器人空間曲線焊縫識別及軌跡規(guī)劃研究.pdf

1、焊接過程的自動化與智能化已成為未來焊接技術領域的發(fā)展趨勢，將機器人引入焊接領域是實現(xiàn)焊接自動化關鍵步驟。然而目前市面上大部分機器人還是示教再現(xiàn)型，智能化程度和自適應能力都較低。焊縫跟蹤技術是智能化焊接技術領域中的一項重要研究內容，其主要思想是利用多傳感器技術，使機器人可以適應未知、復雜以及多變的環(huán)境。本文主要針對存在高度變化的三維焊縫的信息獲取和軌跡規(guī)劃問題進行研究，本文利用被動視覺和主動視覺分別完成焊縫初始點的識別和其三維信息的獲取以

2、及跟蹤時焊縫目標點的識別和其三維信息的獲取。
　　首先，本文搭建了機器人主動視覺和被動視覺手眼系統(tǒng)的硬件平臺，主要包括機器人模型及控制器，上位機，攝像機以及主動視覺使用的激光器。
　　在系統(tǒng)標定時，利用 Matlab標定工具箱和棋盤格標定板完成了對攝像機內參矩陣，畸變因子以及外參矩陣的標定。對于被動視覺手眼系統(tǒng)，探索了一種基于馬達代數的手眼標定算法，該算法精度比傳統(tǒng)算法略高，且更為快速。
　　在焊縫初始點識別過程中，研

3、究了利用圖像形態(tài)學進行邊緣檢測的方法，較傳統(tǒng)的邊緣檢測方法有更好的自適應能力,再結合hough變換識別出焊縫初始點。在焊縫目標點識別時，根據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分離出來的焊縫條紋和激光條紋進行細化，同樣利用hough變換完成了焊縫目標點的識別。
　　接下來，利用機器人移動到不同的位置模擬出雙目模型，即“單目雙工位”測量算法，獲取焊縫初始點三維信息。對于跟蹤過程中