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行焊接和調(diào)整相應的焊接參數(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算機視覺技術中，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立體視覺系統(tǒng)，實現(xiàn)了在Q235材料上進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立

2、體視覺系統(tǒng)的成像過程;完成了設計的系統(tǒng)的標定，得到了兩虛擬攝像機的空間姿態(tài);并對系統(tǒng)測量精度作了檢驗。為了簡化立體匹配的算法及降低匹配的難度，使對應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匹配算法結合左右視差的一致性檢驗，剔除了視差圖中的誤匹配點。為了進一步提高重建精度，利用二次曲線擬合的方法將視差進一步細化，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、點云數(shù)據(jù)進行了求解，最后對P-GMAW脈沖熔池表面的點云數(shù)據(jù)進行了網(wǎng)格化處理。
　　 為了驗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果明顯的特征區(qū)域和實際焊縫的末端對應的區(qū)域做了比較，結果它們的吻合度良好;另一方面對一條焊縫選取了5處重建結果，對這5處的重建結果的熔寬及余高和實際焊縫做了相應的比較，其中最大的相對誤差分別為4.1％、4.3％。實驗結果表明，本文研究的熔池表面形貌的三維重建滿足精度要