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大型薄壁结构件在航空航天等领域具有广泛的应用,但是某些薄壁件间存在缝隙较小(小于0.1mm)的狭窄焊缝,因此需要采用自动化焊接的方式对薄壁结构件进行连接,而具有高效精密焊接效果的激光焊接技术尤为适合薄壁件的焊接。在实际焊接中,激光束的光斑直径较小(小于200μm),因此需要获取焊缝的准确位置,以保证在焊接过程中实时控制激光束对准焊缝中心,而焊缝自动识别与跟踪技术是实现自动化精确焊接的关键。针对存在的窄间隙对接直线焊缝,本文研究了一种基于结构光视觉的焊缝识别跟踪方法,可以满足实际工业项目中的高精度、实时性要求。本文首先介绍了焊缝识别与跟踪系统的原理及硬件组成。同时搭建了视觉传感系统,用以实时采集高质量的焊缝图像,并介绍了其组成及原理。还对系统的硬件选型做了详细介绍,并选择了合适的器件。其次对视觉系统的标定进行了研究。包括相机标定及结构光平面的标定,进行了相机内参标定和结构光平面标定实验,得到了相机内部参数和结构光平面参数,实现了二维图像点与三维空间点之间的相互转换。然后,进行了高精度焊缝自动识别的研究。通过图像ROI提取计算、图像滤波、图像分割等图像预处理操作,缩减了图像处理区域,提高了焊缝识别算法的实时性,并滤除了图像的噪声干扰,进一步将目标区域与背景区域分离。研究使用了一种改进的基于Hessian矩阵的亚像素精度的中心线提取算法,提取了激光条纹和焊缝的中心线并进行最小二乘拟合,计算两条拟合中心线的交点即可求得所需焊缝中心特征点。并且还对焊缝跟踪的超前检测误差进行了分析。最后,搭建了焊缝识别跟踪实验平台,进行了焊缝跟踪实验。介绍了焊缝跟踪系统的实验平台及控制系统,开发了用于焊缝识别跟踪的操作软件,用以控制焊缝跟踪的开始与停止。并利用点激光器替代激光焊接设备进行了焊缝识别跟踪实验。实验结果表明,焊缝跟踪精度可达0.007mm,对窄间隙焊缝的识别处理速度可达60帧/s,本文所提出的焊缝识别与跟踪方法满足工业中的高精度和实时性要求。