焊接机器人基于时域编码的三维光栅测量

焊接机器人为了克服经典光栅投影法的上述缺点，采用外部靶标进行标定(详细见第三章)，结合双目立体视觉原理，采用时域编码进行三维测量。多幅编码图案被投影到物体表面，图像的每个像素的码字由多幅编码图像的对应亮度值按照其投影顺序排列而成。以60度坡口焊件为例，调整焊件位置使之位于左右摄像机视场中心，如图2-7所示。

在保证V型坡口焊缝轮廓清晰的前提下调整阂值大小。二值化后的图像如图2-8所示。在保证V型坡口焊缝轮廓清晰的前提下调整阂值大小。二值化后的图像如图2-8所示。

光栅三维测量系统使用11幅光栅时域编码图案。其中四幅为连续两幅之间相位移动的光栅图案，通过四步相移法求解相主值，另外七幅为黑白条纹格雷序列周期编码图案，如图2-9所示，七幅图像G1-G7图像按时间序列顺序投影。根据格雷码的编码原理，对每一个栅线周期都形成一个二进制编码，用于相展开。

这7幅图像将CCD采集图像区域分割成128个子区域，由编码图案反解可以得到焊缝点云数据。操纵转台，以一定角度差对焊缝进行多角度测量，将得到的点云逆旋转后拼接，得到焊缝完整点云数据模型。这里旋转转台180°对焊缝进行两次三维测量，将2组结果旋转拼接得到80多万个点云数据，如图2-10所示。