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焊接机器人双目视觉检测技术简介

时间：2017-11-03 来源：机器人在线阅读：8578

焊接机器人双目视觉检测技术简介

双目视觉测量技术作为一种非接触测量方法，因其检测精度高，抗干扰能力强，在焊缝检测中得到广泛应用。带有激光双目视觉系统的焊接机器人能够实现焊缝检测与跟踪，减少机器人示教编程，提高机器人自适应性，是实现机器人智能化和焊接自动化的一种关键方法。本文应用激光双目视觉系统对波纹板焊缝三维空间信息进行采集，将采集到的焊缝轨迹三维坐标在机器人基坐标系进行重建，对提高波纹板焊接自动化水平具有重要的促进作用。

本文设计的激光双目视觉传感器，是将两个CCD摄像机安装在机器人末端，形成“眼在手上”结构，观察焊接目标并基于双目视觉测量原理获取波纹板焊缝三维空间信息。本文首先通过分析双目视觉系统的测量原理，研究双目视觉系统标定、机器人手眼关系的标定方法和理论，利用Matlab工具箱，根据采集到的标定板图像进行双目视觉系统的标定和手眼关系的标定。其次，本文基于激光在波纹板焊缝的成像特点提出了一种变步长焊缝特征点搜索检测算法，实现焊缝特征点的快速可靠检测。编写“基于激光双目视觉的波纹板焊缝三维信息获取及焊缝轨迹重建”程序，根据两台摄像机视场范围内采集到的激光条纹，结合变步长焊缝特征点搜索检测算法找到焊缝特征点。计算出焊缝在双目视觉系统中的三维信息，并通过坐标转换将焊缝三维坐标转换到机器人基坐标系下进行焊缝轨迹实时三维重建，便于机器人焊缝跟踪。

试验结果表明，激光双目视觉系统可实现波纹板焊缝结构特征和转折点三维信息的准确检测。通过坐标转换，在机器人基坐标系下的焊缝三维重建精度在1 mm以内。双目立体视觉的测量误差、机器人本体的几何模型误差以及手眼关系的标定误差对波纹板焊缝轨迹的三维重建精度有一定影响。