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双目焊接机器人系统结构

时间：2017-06-21 来源：机器人在线 阅读：7449
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本系列文章针对三维空间中立体曲面焊缝的焊接问题进行了研究，设计了基于双目视觉的焊接机器人系统，其系统结构如图2.1所示。该焊接机器人主要由双目视觉系统、跟踪控制系统以及执行机构三大部分组成。双目视觉系统将采集到的图像进行处理、特征提取、立体匹配、三维重建，提取焊缝空间坐标。跟踪控制系统对得到的三维空间的焊缝坐标进行建模，实现对焊缝曲线的轨迹跟踪和关节的路径规划，通过逆运动学的方法将运动的参数分解到机械臂上。执行机构根据机械臂各关节电机驱动器的参数引导焊接机器人进行焊接作业。

双目视觉系统是指焊接机器人借助双目摄像机来实现对工作环境的感知，以仿人眼的方式使机器人能够像人类一样对感知的工作环境做出灵活的反应。双目视觉系统以双目摄像机拍摄的图像为输入源，通过二维图像的视差来重构三维空间，将感知的三维空间作为输出源赋予焊接机器人。
本文研究的焊接机器人的双目视觉系统硬件主要由计算机、CCD摄像机、数据采集卡、网线及电缆组成。CCD摄像机由两台经过标定且平行放置的CanonPowerShot A560摄像机组成，该型号的摄像机最大分辨率为1600 X 1200像素，拍摄的图像真实度高，能较好的还原实际场景。数据采集卡采用具有国际通用标准的IEEE 1394采集卡，数据传输速度非常快，适合进行图像及视频文件的传送。网线和电缆主要用于摄像机与计算机、计算机与机器人之间的连接。计算机采用的是Intel Core i5 CPU、2.8GHz主频、4G内存、Windows 2007操作系统平台的计算机。
构建的双目视觉系统结构如图2.2所示，两台摄像机平行放置，其光心分别为01,02，两个摄像机坐标系的X1, X2, Y1, Y2, Z1, Z2轴分别相互平行，F1,F2分别为两台摄像机的成像平面，空间点任意一点P(X,Y,Z)在两个摄像机成像平面的对应点分别为P1, P2, f为摄像机的焦距。
焊接机器人 基于双目视觉的立体曲面焊接机器人测控关键技术研究 技术干货
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