APPLE—Ⅱ高频疲劳试验机程控系统

概括介绍了APPLE—Ⅱ高频疲劳试验机程控系统的功能与特点,阐述了硬件接口和程控软件的设计方法。     

Study of image processing for V-shape groove and robotic weld seam tracking based on laser vision

Single-stripe laser was applied to acquire V-shape groove contour information. Most of arc light and splash noise was removed and stripe laser image was kept by wavelet transform. Half-threshold algorithm was used for image segmentation and stripe laser image was gotten after refining. Weld seam center position was identified and extracted by extreme curvature corner detection method. The location of torch was detected to accord the frequency of computer program with robot program and serial communication program. The tracking experiments of sidelong, reflex and curve weld line show that the system can meet the demand of the tracking precision under normal welding conditions.     

基于视觉传感的机器人水下焊缝跟踪

根据视觉条件下水下自动化焊接的特殊要求,设计了一套机器人水下视觉焊缝跟踪系统.针对水下焊缝图像干扰严重、模糊等特点,采用小波变换技术去除了弧光、飞溅等干扰噪声,采用改进的模糊增强图像处理方法,提高了图像处理的效率,获取了清晰的边缘图像.边缘检测后,对焊缝左右特征点进行扫描,准确地提取了焊缝中心.为了减小跟踪误差,将焊缝轨迹中的每个小线段的坐标偏移量分成50等份,同时设计了有效地机器人轨迹跟踪控制程序.水下斜线和曲线焊缝的跟踪试验表明,在正常的条件下,可以满足跟踪要求.     

基于归一化图像奇异值分解的焊接目标自动识别

提出了一种归一化图像矩阵奇异值分解来实现焊接目标的自动识别.为消除奇异值对图像方位和比例的依赖,首先采用图像的二阶矩确定出焊接目标的主轴方向和长度,然后将目标图像坐标旋转到主轴方向,并按主轴长度进行尺寸归一化处理后再进行奇异值分解,这样获得的图像奇异值将保持不变,可以用作焊接目标识别的特征匹配.采用传统的直接奇异值分解和归一化奇异值分解对不同角度不同比例的平板焊件图像进行了对比识别试验,同时还研究了图像灰度改变对奇异值的影响.结果表明,归一化奇异值分解对目标图像的平移、旋转、比例和灰度变化表现了良好的稳定性,能够用于焊接目标的自动识别.     

Automatic teaching of stereovision-guided welding robot using ant colony optimization algorithm

A binocular stereovision system with a linear laser emitter is developed to detect seam position and its orientation, employing acquired 3-dimensional seam data, the automatic teaching of welding robot is implemented using a controlling strategy based on ant colony optimization(ACO) algorithm, in which the angle increment of robot joint is discretized as the nodes of ACO graph and a corresponding pheromone updating strategy is presented. The experimental results for curvilinear seams and saddle-shaped seams show that the automatic teaching of welding robot can be successfully completed using the ACO-based controlling strategy under the guidance of stereovision, and the welding trajectory generated by the proposed method has higher accuracy and less setting time compared with conventional proportional-integral-differential (PID) controller and fuzzy controller.     

基于彩色图像分割的置信传播快速立体匹配算法

本文采用了一种基于彩色图像分割和置信传播相结合的快速立体匹配算法。对于已经校准好的两幅图像,首先采用均值漂移算法对彩色图像进行图像分割,然后采用区域匹配算法进行快速初始立体匹配,再采用左右一致性校验法滤除误匹配点,得到初始视差图以及各个区域的视差平面模板。最后采用置信传播算法对获得的视差平面模板进行全局优化,得到各个区域最优视差平面模板,从而得到最终视差图。实验结果表明,采用区域匹配与全局优化算法相结合,不仅提高了立体匹配速度,同时也保证了匹配质量。     

弧焊机器人运动学仿真软件的设计与开发

为提高焊缝跟踪的效率,降低焊接成本,开展了弧焊机器人运动学仿真的研究.本实验室中机器人为六自由度的弧焊机器人,应用Pro/engineer软件进行机器人单体建模,建成七个单体,然后导入到VRML中进行组合移动,在VRML中每个单体作为一个结点.在MATLAB环境下制作软件界面,运动角度及位置的精确移动也采用MATLAB进行矩阵运算,利用D-H方法和代数法求解机器人的运动学的正解及逆解问题.结合VRML和MATLAB,开发出高效低成本的弧焊机器人的运动学仿真软件.     

基于频域互相关的LED晶粒阵列快速视觉检测

为了满足LED晶粒视觉检测的实时性要求,提出了一种频域互相关的快速模板匹配方法。首先通过一种递推求和算法将LED晶粒阵列图像的灰度在空间域进行归一化处理,然后利用快速傅里叶变换到频率域进行模板与LED晶粒阵列图像的互相关运算,快速定位所有LED晶粒的像素坐标。对于清晰的二值晶粒图像,可以省去归一化处理,检测效率更高。实验结果表明:对于复杂结构的LED晶粒,检测效率远高于传统的NCC模板匹配,比常用的序贯相似检测（SSDA）算法效率提高1倍以上。该方法能够用于各种LED分选或固晶系统中的晶粒检测。     

基于极线约束与激光标识的空间焊缝的立体视觉检测

针对安装在焊接机器人末端的双目立体视觉系统,建立了左右图像坐标的极线约束方程.采用极线约束和激光标识相结合的立体视觉匹配方法,完成了相交圆管马鞍形空间焊缝的立体视觉检测.结果表明,含激光条纹的焊缝图像,经细化、去毛刺处理后,可以得到分段光滑的曲线,通过曲线奇变点检测与曲线—极线相交点检测两种方法的融合,实现了空间焊缝检测点在左右图像中的可靠匹配,从而提高了焊缝及周边结构立体视觉检测的准确性.对检测的马鞍形焊缝及周边圆管的三维数据进行了重建,与实际结构尺寸比较误差小,满足一般机器人自动焊接过程中的焊缝检测要求.     

一种基于注意机制和卷积神经网络的视觉模型

针对目前的深度卷积神经网络(CNN)模型规模大、训练参数多、计算速度慢以及难以移植到移动端等问题,提出了一种深度可分离卷积结合3重注意机制模块(DSC-TAM)的视觉模型.首先,通过深度可分离卷积网络来减少模型参数,提高网络模型的计算速度;其次,引入3重注意机制模块提高网络的特征提取能力,改善网络性能.实验结果表明:该...