基于机器人焊接的视觉传感系统研究综述

综述了焊接机器人传感系统的研究现状，比较了目前常用的焊接机器人传感技术，重点分析了被动视觉技术和基于激光三角测量原理的主动视觉技术在焊接中的应用，并给出了国内外的开发实例。     

焊接可视化技术的发展与研究现状北大核心

焊接可视化过程由视觉检测、信息处理和智能控制三部分组成。概述了与不同检测信号对应的图像检测法、红外热像法、基于焊缝缺陷成像的无损检测可视化及基于熔池振荡的可视化测量等方法,并从不同角度对主动视觉法与被动视觉法的优缺点进行了对比。介绍了信息处理软件的系统开发方法,以及图像处理技术在焊接可视化中的应用现状。叙述了可视化过程的智能控制所涉及的控制方法。针对焊接可视化技术的未来发展给出了积极的预期和展望。     

机器人焊接轨迹自动跟踪视觉技术研究

针对目前机器人焊接常用的自动跟踪视觉技术方法之不足,即传统的主动视觉方法难于识别空间几何特征不明显的结构,而被动视觉方法又过于依赖灰度梯度特征,在阐述分析焊缝跟踪视觉技术实际应用情况的基础上,提出了利用焊缝纹理特征的视觉检测新思路,给出了基于纹理特征匹配和纹理分割的二种实现方法,并就具体的焊缝图像分析算法的可行性和适用性进行了研究和验证.所提出的在线视觉技术方法为更好地实现机器人多层多道电弧焊接轨迹自动跟踪提供了新的途径.     

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。     

基于视觉传感的焊缝跟踪技术研究和展望

概述了弧焊过程焊缝跟踪的发展现状，着重介绍了基于视觉传感的焊缝跟踪技术。综合论述了被动光视觉法和主动光视觉法的基本原理、优缺点和应用情况，详细讨论了图像预处理、图像分割和边缘检测的各种处理方法及实践应用，并分析了经典PID控制、模糊控制、神经网络控制和专家系统等控制技术在焊缝跟踪中的应用发展。文章对基于视觉传感的焊缝跟踪技术的发展作了展望。     

焊接可视化技术的发展与研究现状

焊接可视化过程由视觉检测、信息处理和智能控制三部分组成。概述了与不同检测信号对应的图像检测法、红外热像法、基于焊缝缺陷成像的无损检测可视化及基于熔池振荡的可视化测量等方法,并从不同角度对主动视觉法与被动视觉法的优缺点进行了对比。介绍了信息处理软件的系统开发方法,以及图像处理技术在焊接可视化中的应用现状。叙述了可视化过程的智能控制所涉及的控制方法。针对焊接可视化技术的未来发展给出了积极的预期和展望。     

基于对象特征分析的焊缝识别视觉传感技术

不同于以往将自动化焊接的视觉传感技术分为主动视觉、被动视觉或一维、二维、三维视觉,根据焊接视觉传感所提取的对象信息（特征）,提出一种新的对焊缝识别视觉传感技术的分类思路,该分类将已有的视觉传感方法分为以下二类：基于待焊工件的宏观三维结构特征的视觉传感,以及基于待焊工件区域光学特征的视觉传感。在上述分类思想的指导下,根据待焊工件（尤其是多层多道焊缝）具有明显纹理特征的特点,提出了基于纹理分析的待焊区识别方法,该方法利用待焊区的一个以往不被关注的但又十分明显的特征实现待焊区的自动识别。     

基于机器视觉识别的小型机器人分拣搬运系统的研制

提出一种小型机器人分拣搬运系统的设计和研制方法。它基于机器视觉识别技术对工件进行辨识,用四自由度机器人进行搬运和分拣。主要研究内容有分拣系统的总体设计、部件和附件的设计、视觉系统的基本原理和编程、四自由度机器人的示教以及I/O通信和编程等。该系统己应用,效果良好。     

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.     

主动视觉平台机构的传动系统设计

研究一种基于六自由度并联机构的主动视觉平台。在对六自由度并联机构空间运动进行分析的基础上,实现了对视觉系统平台的以大的旋转角度、灵巧度为目标的参数优化设计,根据系统特点采用了虎克铰连接结构及滚珠丝杠驱动结构,完成了虚拟样机的设计。主要阐述该样机传动系统的设计。     

三维计算机视觉及其在焊接中的应用

随着视觉传感、图像处理和人工智能等技术的发展,计算机视觉以其信息量大、精度高、通用性好、检测范围大等特点,在焊接领域得到了广泛的应用。简要地介绍了目前出现的三堆计算机视觉技术和方法,综述了该技术在焊接中的典型应用,并在此基础上提出了目前存在的问题和未来的发展趋势。     

双目视觉三维数字化测量技术研究

双目视觉三维数字化测量是一种先进的产品数据采集技术,由于其无破坏、测量精度高、数据获取速度快等优点而被工业界和学术界广泛关注,是加快产品开发和保证产品质量的重要手段之一。文章在对国内外相关研究工作进行分析的基础上,系统地总结了双目视觉三维数字化测量技术的基本原理、研究现状,并指出在其研究过程中应解决的关键问题,明确了以后研究的方向。文章为双目视觉三维数字化测量技术研究工作的进一步展开提供了参考,对其正确、广泛地应用具有一定的指导意义。     

空间直线基元在双目立体视觉系统中重建方法的研究

在机器视觉的工程实践的很多场合中,以直线基元为基础的三维重建,不但会提高检测系统的效率、有利于实现在线检测,而且能够解决一些特定环境下三维重建的难题。为满足如此需求,对以直线为基元的三维重建进行分析与研究,按照立体视觉的物理意义,推导了直线三维重建的模型,并据此完成了实验系统搭建。实验研究表明,所构建的系统能够实现直线基元的三维重建,并具有较高的精度,可以满足工程实际应用的精度要求。     

New approach in tool wear measuring technique using CCD vision system

This paper suggests a reliable direct measuring procedure for measuring different tool wear parameters. Modern image processing techniques and machine vision systems today enable direct tool wear measurement to be accomplished in-cycle. The presented system is characterized by its measurement flexibility, high spatial resolution and good accuracy. The system consists of a light source to illuminate the tool, CCD camera, laser diod (used in conjunction with profile deepness assessment) with linear projector, grabber for capturing the picture, and a PC. The technique is specially characterized by its determination of profile deepness with the help of projected laser raster lines on a tool surface. So it has advantage comparing with other techniques, which can measure only 2D profiles. With the technique presented in this paper a 3D image of relief surface can be obtained without having need to employ a very complicated measuring system. All indirect methods like acoustic emission, force measurement, spindle current measurement, vibration sensors, etc. are very time consuming and demand very expensive subsidiary measurement equipment, compared with the method presented here.     

机器视觉技术在轧钢生产中的应用及其发展

介绍了机器视觉技术的原理、组成及其发展。就典型应用方案分析了机器视觉技术在轧钢生产中的应用概况、尚存在的问题,及其发展空间。     

基于激光双目视觉的接缝三维重建

设计研制了结构激光双目视觉传感器,该传感器加入结构激光,很好地解决了立体视觉中对应点的匹配问题.利用该传感器采集接缝图像,开发了图像采集处理程序,实现接缝图像处理和特征分析,识别并提取了二维平面上接缝特征点的图像坐标.采用MATLAB软件实现了三维重建标定算法,根据双目视觉原理,由接缝特征点的图像坐标计算出其三维坐标,进行了三维重建,抽取了接缝三维几何尺寸、坡口类型、角度、间隙等焊接特征信息.     

薄板机器人自动焊接焊枪三维偏差的有效提取

机器人自动化焊接中焊枪三维偏差的提取是实现自动纠偏的前提.薄板机器人MAG对接焊接中对试件开坡口,试验中利用被动视觉传感器采集焊缝图像.通过调整滤、减光组合使得同一帧图像中出现稳定的电弧区域、坡口边缘线和缝隙接头线.设计有效算法直接提取缝隙接头线.以电弧区域的几何中心反馈焊枪位置,设计有效算法在缝隙接头线上确定焊枪当前跟踪位置,并借助视觉标定技术将其转换为世界坐标.利用用户软件系统从机器人控制系统中获取焊枪在世界坐标系下的坐标及转换后的坐标.结果表明,文中算法可以有效获取焊枪的三维偏差.