基于結(jié)構(gòu)光的焊縫視覺檢測技術(shù)研究.pdf

1、焊縫自動跟蹤是焊接過程自動化的首要問題。相比傳統(tǒng)的以聲學(xué)、電磁學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)的焊縫檢測方法，結(jié)構(gòu)光視覺檢測技術(shù)因其信息量大、精度高、應(yīng)用廣等特點備受焊縫跟蹤研究者的重視。 根據(jù)系統(tǒng)的特點及性能的要求，本文闡述了一套包括濾光系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)在內(nèi)的結(jié)構(gòu)光視覺檢測系統(tǒng)的設(shè)計方案。文章在對結(jié)構(gòu)光視覺檢測原理進行分析的基礎(chǔ)上，以光學(xué)三角法為理論依據(jù)，建立了一套線結(jié)構(gòu)光焊縫檢測的傳感模型及算法，實現(xiàn)了被測對象與攝像機之間的坐標

2、變換。該模型對檢測系統(tǒng)的設(shè)計及傳感器的標定具有非常重要的指導(dǎo)意義。 測量系統(tǒng)選擇半導(dǎo)體激光器為輔助光源，CCD作為光電轉(zhuǎn)換元件，圖像采集卡接收CCD攝像機所拍攝的模擬圖像后，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像，由計算機進行實時圖像處理。硬件上系統(tǒng)采用高品質(zhì)的激光二極管產(chǎn)生線型結(jié)構(gòu)光，同時為去除激光焊接過程強光及輻射，選擇一種合適的外加濾光系統(tǒng)，以濾去不需要的雜光，獲得清晰的焊縫圖像；在工件與傳感器各部件的相對位置關(guān)系及裝夾方面也進行大量分析

3、及研究，減小硬件引入的系統(tǒng)誤差，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在軟件設(shè)計方面，文章重點進行了焊縫圖像處理及特征點提取算法的研究，提出了包括濾波去噪、閾值檢測和二值化等在內(nèi)的一系列圖像處理算法，去除了焊接過程中強光及CCD攝像頭本身影響，得到了清晰的焊縫圖像，并準確提取出焊縫的中心位置。 本文采用所設(shè)計的焊縫視覺檢測系統(tǒng)對V型坡口進行了一系列的檢測實驗，結(jié)果表明，所建立的結(jié)構(gòu)光傳感器數(shù)學(xué)模型正確，在此基礎(chǔ)上設(shè)計的檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單實用，能實時采