双目立体视觉在焊接机器人应用中的研究现状 下

当前，双目立体视觉技术取得了长足的进步，在诸如医学成像、三维测量、目标导航、焊接机器人领域得到了非常广泛的应用，其中基于双目立体视觉焊接机器人的研究成为了近年来热点之一，国内外学者已经取得了一系列的成果。C.WEST等针对双目视觉的焊接机器人路径规划问题，研发了一套较为实用的双目焊接机器人系统，将标定后的两台摄像机安装在焊接机器人的末端位置，伴随机器人手臂运动，动态的采集目标物体焊缝图像，传统的双目视觉立体匹配是以特征点为匹配基元，由于边缘焊缝特征点的实时提取算法复杂度较大，C.WEST把双目局部图像中的焊缝简化为多段直线焊缝，以特征线段为匹配基元进行立体匹配，实现了对焊缝的三维重建，并利用神经元网络提高了算法的精确度，该系统可以对直线焊缝和平面曲线焊缝进行跟踪以及对焊接机器人路径进行规划。潘际奎院士、陈强等对弧焊机器人系统中的传感设备和控制系统分别进行了详尽的研究，他们分析了各类传感器在焊缝跟踪系统中的作用，研究了一种利用CCD图像灰度特征向量的焊缝识别方法，将提取的焊缝图像进行分段处理，每一段焊缝用灰度的特征向量进行描述，相邻的特征向量具有关联性，后一段焊缝由前一段焊缝的特征向量进行求取，从而实现对目标工件整个焊缝的识别，算法具有较高的准确性以及快速性而且能大大减小噪声的影响。厦门大学的席文明等针对双目视觉下的焊接机器人在复杂焊缝情况下的目标定位问题进行了研究，建立了6自由度的双目焊接机器人模型，分析了复杂焊缝的三维建模问题，给出了目标定位跟踪算法。金建敏等总结了双目焊接机器人对焊缝的自主识别技术，针对焊缝图像特征点实时匹配慢的问题，提出了一种点一线匹配基元相结合的立体匹配算法，简化了立体匹配的过程。上海交通大学的陈善本等研究了一套基于双目立体视觉弧焊机器人的平面工件跟踪定位系统，在弧焊机器人末端手臂上安装两台摄像机，通过对双目摄像机的图像实时提取、图像处理以及根据双目视觉的方法计算出目标工件在机器人末端坐标系中的位置，并根据机械臂的位姿得到工件在世界坐标系中的三维坐标，从而实现焊枪对工件的定位，该系统奠定了机器人自主焊接的基础。朱振友等人改进了SSD光流法，实现了对目标工件初始焊接位置的跟踪与定位，提高了检测的速度和准确性