基于图像传感技术的焊缝跟踪系统

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1、哈尔滨理T大学T学硕t学位论文基于图像传感技术的焊缝跟踪系统摘要目前，随着科技水平的进步，人们对焊接质量的要求也越来越高，为了保证焊接质量，通常配备焊缝自动跟踪系统。视觉传感方式由于其采集信息量大，避免了与工件直接接触，易于实现焊缝跟踪智能化，在焊缝跟踪领域得到了广泛的应用，为此本文设计了基于图像传感技术的焊缝跟踪系统。该系统由软硬件两部分组成，硬件系统包括摄像机、图像采集卡、辅助光源、焊接操作机和十字滑架。软件系统完成利用图像数据对机器人执行动态控制的功能，即通过图像采集设备获取图像数据，经图像预处理运算实现原始焊缝图像的特征提取，通过标定程序将图像坐标转换为机器人能读取的世界

2、坐标，最后经机器人逆运算得到机器人运动的关节变量，实现焊缝跟踪。对焊缝跟踪系统中标定算法模型进行了分析研究，根据光学成像几何原理方法，完成世界坐标、摄像机坐标、像坐标和像素坐标的转换模型。根据焊缝跟踪过程中要求图像处理信息大的具体问题，采用激光器倾斜照射而传感器垂直取像的方法，既节省了空间，又缩短了用于标定转换和图像处理的时间。系统完成了模拟焊缝跟踪实验，由于时间关系，没有进行引弧焊接。通过实验证明，系统能够根据一定的传感信息而具有偏差自调节的功能，为实现焊缝自动纠偏提供基础。关键词焊缝跟踪：图像处理；边缘检测；摄像机标定；视觉传感竺查堡耋三奎兰三兰篓：兰堡鎏兰WELDINGSE

3、AMTRACKINGSYSTEMBASINGoNIMAGESENSORTECHNoLoGYAbstractAtpresent．witllthedevelopmentmoderntechnology,peoplepaymoreandmoreattentiononweldingquality．Weuseauto—weldingseamtrackingsystemforthis．Visionsensingmethodiswidelyused，becauseagreatnumberofinformationCanbeacquiredwithoutcontactingwithworkpie

4、ceandeasytoauto·weldingseamtracking．Wedesigntheweldingseamtrackingsystembasingonimagesensortechniqueforthis．Thesystemconsistsoftwopartsthatrespectivelyarehardwarepartandsoftwarepart．Hardwarepartiscomposedofcamera，imageacquiringcard，auxiliarylight，weldingoperatemachineandcrossslide，Softwarepar

5、tmakesdynamicalcontrolonrobotbydadaacquiredbyimageinformation．Tobeginwith，imagedataareacquiredbyimageacquiringfacilities，andthen，originalweldingseamimagecharactersareobtainedbycalculatingacquiredimagedatawithimageprocessprogram．Next，calibratingprogramturnimagecoordinateintoworldcoordinate，thi

6、sisconsistentwithrobotenvironment．Finally,robotjointvariablesareacquiredbyrobotanti·calculating．Withtheuseofthevariables，thesystemstartstotrackweldingseam．Thepaperstudiedmethodofimageprocessingappliedtoweldingseamtracking，whichmainlyconsistofimageanalysisandprocess，Faymorphologicandpatternmat

7、ching．Methodofcalibrationappliedforweldingseamtrackingisanalyzedandstudiedinthepaper．Theconversionmodeliscreatedamongworldcoordinate，cameracoordinate，imagecoordinateandpixelcoordinateaccordingtotheprincipleofphotic．Calibrationandimageprocesst