基于立體視覺的P-GMAW熔池表面形貌三維重建研究.pdf

1、焊接工人用眼睛觀察熔池形貌來進(jìn)行焊接和調(diào)整相應(yīng)的焊接參數(shù)。類似地，可以使用視覺傳感器來感知的池狀態(tài)和采用控制算法來調(diào)整焊接參數(shù)。在獲得物體三維信息的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)中，立體視覺獲得的信息最全面，而且具有很高的可信度。本文針對脈沖熔化極氣體保護(hù)焊(P-GMAW)熔池表面的三維形貌重建問題，采用基于雙棱鏡的單攝像機(jī)立體視覺系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在Q235材料上進(jìn)行堆焊的脈沖基值期間的熔池表面形貌三維建模。
　　 本文分析了基于雙棱鏡的單攝像機(jī)立

2、體視覺系統(tǒng)的成像過程;完成了設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的標(biāo)定，得到了兩虛擬攝像機(jī)的空間姿態(tài);并對系統(tǒng)測量精度作了檢驗(yàn)。為了簡化立體匹配的算法及降低匹配的難度，使對應(yīng)的極線在同一水平掃描線上，對熔池的立體圖像對采用極線校正算法做了重投影變換。在后續(xù)的立體匹配過程中，將SSD匹配算法結(jié)合左右視差的一致性檢驗(yàn)，剔除了視差圖中的誤匹配點(diǎn)。為了進(jìn)一步提高重建精度，利用二次曲線擬合的方法將視差進(jìn)一步細(xì)化，得到了亞像素級別的視差。并依據(jù)立體視覺的原理對熔池表面形貌的

3、點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行了求解，最后對P-GMAW脈沖熔池表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行了網(wǎng)格化處理。
　　 為了驗(yàn)證本文熔池表面重建的精度和重建方法的可行性，一方面對熄弧瞬間的熔池重建結(jié)果明顯的特征區(qū)域和實(shí)際焊縫的末端對應(yīng)的區(qū)域做了比較，結(jié)果它們的吻合度良好;另一方面對一條焊縫選取了5處重建結(jié)果，對這5處的重建結(jié)果的熔寬及余高和實(shí)際焊縫做了相應(yīng)的比較，其中最大的相對誤差分別為4.1％、4.3％。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文研究的熔池表面形貌的三維重建滿足精度要