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焊接机器人若干优化技术研究结论篇

时间：2017-07-24 来源：机器人在线阅读：6711 原创

本文以焊接机器人视觉系统为实验平台，围绕提取焊件的特征信息，对以下几点内容进行了研究:

(1)分析了光栅式三维扫描测量仪的构造及原理，借助光栅式三维扫描测量仪对不同类型的焊件进行拍摄，获得了焊件的点云信息。

(2)针对双目视觉系统，使用基于平面模板的两步标定法，对摄像机的内参、外参进行了标定，验证了标定的精度。并将机器人与光栅式三维扫描仪组成手眼系统，利用三维扫描仪获得的点云数据对机器人和三维扫描仪进行手眼标定，在多组手眼关系中求取最优解，获得了较为准确的手眼关系。

(3)介绍了各类特征点以及特征的提取技术。提出基于点间法向量变化和基于坐标信息两种算法，用Matlab编程对焊缝特征信息进行提取。研究了不同阈值对焊缝特征点检测的影响。选取了最合适的阈值对不同类型的焊缝进行了特征提取，验证了算法的有效性和鲁棒性。

(4)利用二次多项式对提取的焊缝特征点进行空间曲线拟合，获得焊缝曲线方程，建立焊缝空间模型。拟合的标准差均小于0.5mm瑌很好地拟合了原始数据点，曲线方程与原始数据点重合度很高。

(5)在空间曲线焊缝方程的基础上获得了焊缝的位置和方向信息，即焊缝路径点的位姿，再根据焊接机器人TCP坐标系和焊缝路径的关系，求得的焊枪的路径。

6.2展望

(1)光栅式三维扫描仪获得的点云数据量巨大，提出的算法运算量因此也变得特别大。如何优化算法使得运算速度提高，是一个值得研究的问题。

(2)在焊缝特征提取的过程中，阈值需要人工选取，如何让程序根据焊缝的类型以及焊缝所处环境自动选取合适的阂值来提取特征点，这也是一个值得研究的方向。

(3)本文所做的工作主要是以Matlab为平台进行离线研究。随着计算机领域的发展和对焊接自动化程度要求不断提高，实时处理焊缝是一个趋势。

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