基于视觉传感的焊缝跟踪技术研究现状和发展趋势

概述了焊缝跟踪的几种传感方式,并重点介绍了基于视觉传感的焊缝跟踪技术,对几种视觉传感方式的基本原理、特点、优缺点进行了详细分析。详细讨论了焊缝图像处理技术的研究进展,如焊缝图像预处理和特征提取的方法和应用情况。论述了焊缝跟踪控制技术的研究进展,如几种常见视觉控制方式的基本原理、特点及应用情况和智能控制技术在焊缝跟踪中的应用。提出了基于视觉传感的焊缝跟踪技术的发展方向。     

焊缝图像特征信息识别过程中扫描激光视觉传感技术的应用

以焊缝特征信息识别过程中扫描激光视觉传感技术为研究对象,针对视觉传感技术对于厚板和较深的焊缝坡口应用中精度较低的问题,采用基于扫描激光的光觉传感技术,研究出了一种焊缝图像信息预处理和图像信息特征点的提取方法,并完成了相关算法的优化。基于整体到局部的思想,使用斜率极值法和斜截距法分别对直角和斜角拐点进行了有效提取。实验证明所提出的扫描激光传感技术具有检测速度快和检测结果精度高的特点。本研究对于厚板和深焊缝坡口的图像信息识别具有一定的指导意义。     

视觉传感及图像处理技术在焊接控制中的应用

本文针对视觉传感的焊接控制系统,介绍了视觉传感器的发展现状,简要说明了被动视觉法和主动视觉法两种信息采集技术,讨论了滤波去噪、图像分割、边缘检测和特征分析等多种处理方法,研究分析了视觉传感及图像处理技术在焊缝跟踪和焊接成形控制中的应用,并对其在现代焊接技术中的发展前景做了论述。     

基于激光视觉传感的焊缝图像采集系统研究

激光视觉传感作为目前最有发展前景的焊缝跟踪方法，已引起了人们的普遍关注，并逐步在焊接生产中得到了推广应用。而激光视觉传感焊缝跟踪过程中，实时获取的焊缝图像质量好坏，直接关系到后续图像处理的难易程度，最终影响系统的精确性和可靠性，因此实时获取优质的焊缝图像具有重要的意义。文中从焊缝图像采集系统的硬件组成、工作原理、软件设计等方面分别进行了分析与阐述。试验结果表明，该系统能够很好地完成焊缝图像的实时采集与显示，获取的图像清晰且特征明显，能够很好地满足焊缝跟踪的性能要求。     

基于VC的旋转电弧窄间隙MAG焊多信息融合焊缝跟踪系统

针对窄间隙旋转电弧MAG焊焊缝跟踪的需要以及单一传感器的不足,采用Visual C++开发了基于电弧传感和视觉传感的多信息融合焊缝跟踪系统。电弧传感采用NIPCI-6251数据采集卡、电流/电压传感器、电弧位置传感器结合NI的measurement studio软件,实现了对每个电弧旋转周期内电弧信号的获取,进而实现积分法、极值法、粗糙集等电弧传感方法。视觉传感利用图像采集卡、电弧位置传感器和CCD摄像机,获取电弧旋转到左右坡口侧时的焊接图像,实现焊缝偏差的检测。而焊缝跟踪是综合电弧传感焊缝偏差和视觉传感焊缝偏差的基础上进行焊缝纠偏。为提高系统运行效率,采用多线程方法实现电弧传感、视觉传感的同步采集和技术;利用CTimer控件实现焊缝偏差的多信息融合分析、显示和记录。系统的构建为进一步的多信息融合控制、焊接质量控制奠定基础。     

微间隙焊缝磁光图像Otsu骨架法识别

在紧密对接焊缝跟踪过程中,针对磁光传感的焊缝磁光图像,研究一种基于Otsu和骨架法的焊缝位置识别方法。通过自适应中值滤波对焊缝磁光图像进行降噪处理,利用改进的Otsu算法和数学形态学将焊缝磁光图像分割成母材部分和焊缝部分,最后根据最大圆盘骨架法提取焊缝中心。试验结果表明,该方法能准确提取肉眼难以分辨的微间隙焊缝中心。     

激光焊接过程焊缝跟踪传感方法

激光焊接已经成为焊接制造业中最具发展前景的焊接技术。在激光焊接过程中必须依靠先进的焊缝跟踪系统来保证焊缝和激光束的精确对中以获得良好的焊件,传感技术的应用为焊缝的实时跟踪提供了最有利的解决方案。综述了国内外最新结构光视觉传感、红外线传感、同轴视觉检测、磁光成像传感检测技术的原理及其优缺点,并给出应用实例加以说明。     

搭接焊缝的视觉传感图像预处理及信息提取

对基于结构光视觉传感的搭接焊缝的图像预处理及信息提取进行了研究.CCD摄像机采集到的焊缝图像,经过低通滤波、阈值变换、拉普拉斯锐化、细化一系列图像预处理后,准确提取了焊缝激光条纹信息,运用搜索法检测焊缝位置.根据搭接焊缝偏中距离和焊缝高度的计算方法提取信息,实现焊缝的自动跟踪.     

视觉传感技术的应用研究与发展趋势

介绍了视觉传感技术及其在监控测量和焊接等方面的应用研究.着重介绍视觉传感技术在焊接中应用,根据传感器获取的目标图像信息和传感器与焊枪的相对位置关系,分焊前、焊中、焊后三种情况讲述了基于视觉传感的焊缝跟踪、监控和测量三方面的应用研究;概述集光源控制、视觉传感器、数字处理器、实时通讯模块等其他外设于一体的智能视觉传感系统——智能相机.     

视觉传感焊缝跟踪技术的发展状况及实施方案探讨

介绍了用于焊缝跟踪的几种视觉传感方法及控制技术的原理，特点，在此基础上提出了一种基于结构光焊缝激光跟踪系统的实施方案，该方案能够将三维控制转换为一维控制，控制简单，实施容易，对焊缝跟踪系统的研制有一定的参考作用。     

机器视觉型焊缝跟踪技术

介绍了焊缝跟踪技术的研究现状,分析了用于焊缝检测的传感器工作原理及其优缺点,重点论述了基于机器视觉的焊缝跟踪系统的硬件组成和图像处理的工作流程.同时对多种控制算法(经典控制和智能控制)和焊缝边缘检测技术(基于形态学和遗传算法的边缘检测等)进行了分析,研究了机器视觉目前在焊接应用中存在的问题及解决思路,并对基于机器视觉的焊缝跟踪技术进行了展望.     

Seam-tracking based on dynamic trajectory planning for a mobile welding robot

A new seam-tracking method based on dynamic trajectory planning for a mobile welding robot is proposed in order to improve the response lag of the mobile robot and the high frequency oscillation in seam-tracking. By using a front-placed laser-based vision sensor to dynamically extract the location of the weld seam in front of torch, the trend and direction of the weld line is roughly obtained. The robot system autonomously and dynamically performs trajectory planning based on the isometric approximation model. Arc sensor technology is applied to detect the offset during welding process in real time. The dynamic compensation of the weld path is done in combination with the control of the mobile robot and the executive body installed on it. Simulated and experimental results demonstrate that the method effectively increases the stability of welding speed and smoothness of the weld track, and hence the weld formation in curves and corners is improved.     

焊接机器人技术现状与发展趋势

简要介绍了机器人焊接支柱发展历程,从5个主要方面论述了机器人焊接技术的研究现状,即焊接跟踪技术,焊接机器人与外国设备的协调控制技术,焊接机器人用弧焊电源,仿真技术与机器人用焊接工艺方法,并对焊接机器人技术的未来发展趋势做出了展望,其中智能化技术,虚拟现实技术与控制技术是主要发展方向。     

基于轨迹动态规划的移动机器人焊道自动跟踪

针对大型构件复杂轨迹焊缝自动焊中的移动机器人跟踪控制滞后和焊接轨迹频繁振荡等问题,提出一种基于轨迹动态规划的焊道跟踪方法. 利用结构光传感器检测区域超前于电弧的优势,实时获取焊接区前方焊缝位置特征信息实现对焊道轨迹宏观走向的超前感知,基于焊道等距逼近思想动态规划移动机器人运动轨迹,结合电弧传感技术实时检测焊接偏差信息,通过机器人本体与机载执行机构的协同控制对焊接轨迹进行动态补偿. 结果表明,该方法提高了复杂轨迹焊缝跟踪中焊接速度一致性及焊接轨迹平滑度,改善了焊道弯曲或折角处的焊缝成形质量.     

磁控摆动电弧MIG焊建模仿真系统

进行了将磁控电弧技术应用于焊缝跟踪的研究.针对磁控摆动电弧自身的特点,在建立数学模型的基础上,利用Simulink结合编写的相关M文件建立了系统的MATLAB仿真模型;通过编写相关对象回调函数设计了仿真系统对应的图形用户界面(GUI),使用户的操作形象生动,且方便灵活;最后对相关参数的影响规律进行了仿真分析.为磁控电弧传感器的设计和建立磁控摆动电弧焊缝自动跟踪系统提供理论依据.     

焊缝跟踪技术的研究与展望

本文回顾了电弧焊接的焊缝跟踪技术，并重点对该技术的发展趋势进行了介绍与分析，     

图像处理技术在焊缝跟踪中的应用研究

以视觉传感型焊缝跟踪系统为研究对象,详细分析了图像处理技术在焊缝跟踪过程中的应用,其中包括图像预处理、图像分割、边缘检测和特征点提取等图像处理过程;总结了一些传统和新型的图像处理算法,并讨论了各自的工作原理和优缺点.最后,对图像处理技术在焊缝跟踪中的应用前景作了展望.     

基于双目视觉的机械手捡球机器人设计

为解决人工捡球费力费时的问题,设计了一种双目视觉识别定位、机械手捡拾和自主避障的轮式智能捡球机器人。该机器人通过双目摄像头和Lab VIEW平台,实现对小球图像的实时采集与处理;运动控制系统采用以STM32F411为主核心的NUCLEO-F411RE嵌入式开发板,实现对各个模块的驱动;通过五自由度机械手实现小球的捡拾;通过红外传感器检测周围环境,实现自主避障;由计数器统计捡球数量,通过手柄模块人机交互辅助完成卸载过程。仿真结果表明:该机器人能够完成高尔夫球、乒乓球、网球等多种小型球类的捡拾任务。     

基于纹理特征的焊缝识别方法

提出了一种基于纹理特征的焊缝自主识别视觉方法.不同于通常利用被焊工件的宏观结构特征的主动视觉和利用工件图像中明显的灰度梯度的被动视觉,该方法利用待焊区(焊缝位置)与母材区之间明显的纹理特征差异来实现;能够解决多层多道焊后几层、道次的焊接时通常视觉方法不易识别焊缝的问题.在该方法中,先对图像进行纹理分析.提取纹理特征,再利用待焊区和母材区的纹理特征差异,采用图像分割的方法,确定焊缝区域位置以及焊缝中心.结果表明,该方法能够适用于多层焊盖面焊焊缝识别.     

基于主成分-贝叶斯分类模型的除草机器人杂草识别方法

计算机应用技术的不断发展加快了各领域人工智能系统的步伐,在农业方面,机器视觉自动除草设备已逐渐成为研究热点。计算机视觉技术是以图像处理为前提,在土壤背景下,准确的识别出农作物与杂草的分布情况,进行有目标性的除草作业,为实现精细农业做出贡献。针对玉米地视觉识草问题,采用颜色、形状、纹理多特征融合技术,利用主成分分析方法进行特征降维,再结合贝叶斯分类算法进行玉米与杂草的识别分类。仿真实验结果表明:此种方法能够实现杂草的有效分类。