基于线结构光视觉的轴径主动测量方法

针对轴径测量问题,提出一种通过建立与轴线垂直的虚拟平面,并利用基于最小二乘圆拟合算法快速获得被测轴直径的方法。对线结构光视觉系统进行标定,得到摄像机的内参、畸变系数、结构光平面参数;获得被测回转体轴线的方向向量和轴线与结构光平面交点坐标,利用已得到的方向向量和轴线与结构光平面的交点建立一个与轴线垂直的虚拟平面;再将结构光平面与零件表面上的交点投影到虚拟平面上,并通过所有投影点到轴线与光平面交点的距离排除数据中的噪点;最后利用有效投影点和轴线与光平面交点的距离,得到被测回转体的外表面圆柱度。通过轴径测量试验对该算法进行了验证,在复杂的测量环境下,当被测轴直径为30～50 mm时,平均测量误差为30μm,最大测量误差为50μm。因此,该算法可以应用于实际回转体零件的直径测量中。     

基于机器视觉的气门杆几何参数测量方法研究

文章给出了机器视觉系统的基本组成及高精度视觉测量的实施对策,并以气门杆几何及形位参数检测为例,讨论了图像的采集、处理及达到亚像素边缘检测精度的软件设计,通过LOG算子、最小二乘线性估计等手段,使直线边缘定位精度达到亚像素级,在不增加硬件成本的前提下,达到了检测参数的精度设计要求.     

基于结构光三维视觉的再制造工件的测量及重建

提出了一种基于结构光三维视觉的再制造工件测量及重建方法。采用安装在机器人末端的结构光三维视觉传感器进行测量,给出了传感器的标定方法。控制机器人运动,使激光扫描整个工件表面,结合机器人末端位姿和传感器参数,可计算出扫描线上每个点的机器人基坐标系坐标,即获得了整个工件表面的三维坐标。对所获取的工件表面的轮廓测量数据,用B样条曲面拟合,给出了截面数据的B样条拟合算法。生成的再制造工件曲面,可以直接输入至离线编程系统,对再制造进行离线规划,并给出了轴类工件的算例。     

基于线结构光的型钢自动焊接位置检测技术

摘要： 针对现有H型钢现场焊接过程中多为人工焊接、劳动强度大、操作环境恶劣且人工测量随意性大等问题,提出了一种基于视觉与图像处理的型钢自动焊接位置检测技术。该技术主要基于线结构光测量法来实现对型钢轮廓的检测从而确定焊接位置,利用激光线的位置确定焊缝位置,结合焊接机器人达到自动焊接的目的。先利用张正友标定法获得相机内参数和畸变系数,再通过最小二乘法拟合激光平面的方法实现激光平面的标定,结合两者实现整个测量系统的标定,然后基于OpenCV编程接口实现图像处理,最后利用ABB机器人工具坐标系对该测量方法的检测精度进行评价。针对检测点深度方向坐标误差较大问题提出一种误差拟合方法,应用此方法进行多种型号H型钢测量试验。试验结果表明,采用上述方法标定后的线结构光视觉测量系统测量误差小于1 mm,达到了较高的标定精度,明显降低了坐标误差,能够满足焊接使用要求。 创新点： 利用标准量块提出一种误差拟合方法,可有效降低坐标误差。     

基于线结构光的铝合金对接焊缝特征提取方法研究

在对接焊缝的焊后质量检测中,由于环境干扰、材质反射程度及激光功率等因素的影响,造成焊缝表面信息的提取困难。针对上述问题,提出了一种基于线结构光的铝合金对接焊缝特征提取方法,设计了一种基于线结构光的视觉检测系统,实现焊缝表面激光条纹图像的快速采集。针对复杂环境下激光条纹图像的几何分布以及灰度特征,采用直线重投影、图像滤波、连通域分析等图像预处理操作,实现焊缝图像的ROI提取以及噪声滤波;采用加权灰度重心法提取激光条纹的中心线,并通过插值平滑算法得到连通性、拟合程度高的中心线;最后采用最大距离法得到对接焊缝特征点,并计算所需焊缝成形尺寸参数。试验结果表明,该方法能够有效提高图像检测效率及精度,满足工业检测标准。     

基于组合激光结构光的多功能视觉传感器

提出并设计了一款基于组合激光结构光的新型多功能单目视觉传感器,介绍了其研究开发思路和结构设计过程. 基于单目视觉和单幅图像处理,可实现焊接坡口截面尺寸、焊枪高度和空间位姿检测等功能. 传感器的标定充分利用了其内部固有参数,在焊枪空间位姿发生变化时,不需要进行重新标定,有效提高了其应用于复杂结构件焊接时的适应能力. 组合激光结构光的应用,有效解决了常规单目视觉存在的深度方向信息丢失问题. 针对V形坡口的截面尺寸和焊枪高度检测,推导了检测算法并进行了试验验证. 试验结果表明,最大检测误差不超过2.1%.     

基于线结构光视觉的焊缝类型识别与特征提取

提出一种基于概率神经网络的焊缝类型识别和亚像素级焊缝检测与特征提取算法。先对激光视觉传感器采集的焊接图像进行兴趣区提取、滤波、二值化等预处理操作,再采用概率神经网络识别焊缝类型,采用改进的Steger算法提取激光条纹中心线,并根据不同焊缝类型从Hough变换所得的条纹中心直线中提取出焊缝中心点位置、焊缝宽度等特征信息。实验结果表明,该方法的焊缝类型识别率和特征提取精度较高,具有很好的实用价值。     

基于结构光立体视觉的焊缝测量

提出了一种基于结构光立体视觉的焊缝测量方法,并给出了一种简单的摄像机与激光器标定方法。它采用安装在机器人末端的两台摄像机和一只激光器构成测量系统,激光器发出的光束经平凸柱面镜变成光平面,在焊件上形成条纹。两台摄像机同步采集该条纹图像,结合机器人末端位姿与摄像机参数,对于条纹上的每个特征点可以获得三组空间坐标。对这三组坐标进行信息融合,可以更加精确的获得特征点的空间坐标。进行的V形焊缝测量与跟踪试验表明,该方法具有实时性好、测量精度较高、标定简单、可靠性高等特点。     

基于OpenCV的工件尺寸与划痕检测算法研究

针对制造业水平的不断发展对检测技术提出高精度、高速度、低误差的要求,提出一套工件尺寸与划痕检测算法。该算法基于OpenCV视觉库与工业相机,在适当的光源平台下运行,提取工件的轮廓尺寸和表面划痕,再利用相机标定参数求解出工件的实际尺寸。检测结果表明:提出的检测算法比传统的Hough变换直线检测算法检测误差小,划痕检测十分精确。     

应用线结构光技术在线检测轴类零件轴线

针对大型轴类零件热处理后出现轴线弯曲、余量分布不均等问题,提出应用线结构光非接触测量技术的方法,可对轴类零件实际轴线进行在线检测,获取各截面中心位置,在保证加工余量分配均匀的条件下,确定轴的实际加工轴心位置.     

基于面结构光投影法的刀具轮廓尺寸非接触测量技术研究

针对刀具的几何形状和轮廓尺寸对刀具的使用寿命和产品的加工质量有直接影响,提出采用面结构光投影法对刀具轮廓尺寸进行非接触测量,该方法不仅可以准确获得刀具轮廓的深度信息,同时能直观反映出刀具表面本身有无缺陷。文中开展了面结构光投影法的测量原理、测量系统的数学模型以及刀具点云拼接方法的研究,给出了刀具转台坐标系与摄像机成像坐标系间的转换关系。以通用的麻花钻头为例进行实际测量,实验结果表明:该方法可以很好地获取钻头的几何形状及轮廓尺寸,其测量误差在0.07 mm左右,可行性较高。     

基于线结构光的管棒材捆缝与捆丝识别方法研究

特钢管棒材精整过程需要对其进行打捆和拆捆操作,而人工拆捆工作环境差、强度高。针对拆捆过程捆缝状态和捆丝识别这一难题,提出一种基于线结构光的管棒材捆缝与捆丝识别方法。提出一种基于图像各亮度值像素数量的二值化阈值算法,通过计算满足亮度的像素点数量得到二值化阈值,以减弱环境光照影响;针对单张图片视野无法确定最大捆缝位置的问题,提出一种基于圆弧顶点和端点特征的激光图像拼接算法;最后,提出一种基于霍夫变换和连通域分析的捆丝数量和状态识别算法,实现对生产现场不同规格管棒材捆丝特征的精确识别。实验结果表明：提出的二值化阈值算法相较传统算法对激光条纹的识别率更高,且速度提升17%;最大捆缝和捆丝识别算法的检测误差小于3 mm,完全满足实际生产需要。     

基于结构光的焊缝表面质量检测

焊接质量检测是保证焊接质量的重要技术手段,人工检测焊接质量存在主观性强、效率低、准确率低等问题,为此提出了一种基于结构光的焊缝表面质量检测方法.首先,搭建了基于工业机器人和面结构光传感器的焊缝质量检测系统;其次,分析了焊接件的表面点云,采用随机采样一致性算法拟合平面以分割出焊缝点云,利用主成分分析算法得到焊缝点云的主方...     

结构光三维扫描测量在逆向建模中的应用研究

介绍了在产品逆向建模时使用的两种测量方法,即触测式三坐标测量机与结构光三维扫描测量,举例对比两种测量方法的测量原理、测量过程、实体拟合结果的优缺点,为类似产品实际生产需要选择更符合产品测量及逆向的方式,提供了一种使产品的测量及拟合质量提高,产品扫描检测速度提升,产品不良率降低的测量参考方向。     

基于机器视觉的工件识别系统

针对生产制造过程中枯燥的零件识别、分拣等工作,利用Lab VIEW建立了具有机械视觉的识别系统。通过对工作区内零件进行图像采集、处理,甄别不同形体的零件以实现零件的分拣工作,可以极大促进生产的自动化程度,提高生产率。最后通过实验验证了设计的实用性。     

影响显微硬度测量的压痕尺寸效应

叙述压痕尺寸效应对显微硬度测量值的影响,推导出不同负荷下测得的显微硬度换算成标准负荷下显微硬度的公式,并用纯银样品进行验证。结果表明公式的应用显著提高了显微硬度测量的准确度,改善了显微硬度测量中可比性差的状况。     

基于COMET L3D三维结构光扫描仪的逆向技术研究

以某发电机端盖为例,介绍COMET L3D三维结构光扫描仪系统及点云数据获取的方法,描述了Geomagic Studio逆向软件对点云数据预处理的要点,重点探讨了发电机端盖这类铸造产品模型重构的步骤、方法以及注意事项,并进行了误差分析,最后获得了符合精度要求的数据模型。结果表明:通过借助COMET L3D三维结构光扫描仪对铸造产品进行逆向工程的研究,可在吸收原有逆向方法的基础上进行创新、改进,缩短新产品的研发周期。     

基于绿激光器的大型锻件外形尺寸在线测量

提出一种运用一字线绿激光标记的方法来实现大锻件热态尺寸的在线测量,能对大锻件锻造过程的热态坯料和锻件尺寸实现远距离、快速、精确测量,并通过温度补偿使得尺寸精度控制在3 mm。     

Autonomous Visual Measurement for Accurate Setting of Workpieces in Robotic Cells

This paper introduces a new method of adapting the virtual world of an offline programming model to an actual robotic cell by attaching a CCD camera to the robot. This method requires no specific camera attachment location or optical camera calibration. Furthermore, there is no operational requirement for setting robotic camera location. Robot motion is autonomously generated to identify the camera view line. The view line is adjusted to pass through the designated target point, utilizing visual feedback motion control. This method calibrates reference points between the virtual world of an offline model to an actual robotic cell.