焊縫成型三維結(jié)構(gòu)光視覺檢測技術(shù)研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、焊接是現(xiàn)代工業(yè)不可缺少的加工技術(shù),是連接材料最重要的一種方法。焊縫的成型情況直接反映了焊接質(zhì)量,因此,焊縫成型檢測技術(shù)是焊接工程領(lǐng)域中的一個重要研究領(lǐng)域。在焊接過程中,焊縫正面熔池以及焊后焊縫的三維幾何參數(shù)能夠有效的表征焊縫的成型質(zhì)量。論文基于結(jié)構(gòu)光的三維視覺傳感檢測技術(shù)進行焊縫檢測,并設(shè)計了一種新型實時熔池三維結(jié)構(gòu)光檢測系統(tǒng),為實現(xiàn)焊縫成型的自動化檢測和質(zhì)量控制提出了一種新的嘗試和研究。 論文根據(jù)三角測量原理設(shè)計了三維線結(jié)構(gòu)光

2、焊縫成型檢測系統(tǒng),根據(jù)CCD攝像機的線性模型,給出了標定方法,并通過標定實驗確定了系統(tǒng)的標定矩陣。選用中值濾波算法降低了圖像噪聲并采用細化算法提取出結(jié)構(gòu)光條紋的中心坐標,重建焊縫的三維表面以及測量焊縫的余高和寬度參數(shù)。 利用熔池表面為鏡面反射表面的性質(zhì)以及激光的單向性、相干性和電弧光輻射強度衰減的規(guī)律,采用計算機光學(xué)仿真輔助設(shè)計技術(shù),設(shè)計了基于線結(jié)構(gòu)光和逆向光線追蹤算法的熔池表面檢測系統(tǒng),該系統(tǒng)采用分光鏡、反射鏡和成像平面構(gòu)成的

3、光學(xué)系統(tǒng)獲得不同距離的反射結(jié)構(gòu)光條紋,并根據(jù)空間解析幾何原理建立的數(shù)學(xué)模型分析反射光線的方向,然后根據(jù)光路可逆原理進行反向追蹤,計算出反射光線與入射結(jié)構(gòu)光平面的交點,即熔池表面的反射點,重建熔池表面結(jié)構(gòu)光條紋的三維信息,獲得熔池的三維幾何參數(shù),并通過計算機仿真實驗,從理論上驗證了其有效性。 構(gòu)建了實時熔池三維結(jié)構(gòu)光檢測系統(tǒng),對CCD攝像機進行了校正,并通過測量梯形的傾斜平面鏡,驗證系統(tǒng)對鏡面反射物體表面的測量精度。最后進行了焊接

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