激光视觉传感的焊缝跟踪方法研究
发布时间：2022-01-06 03:57
焊接作为工业领域中重要的材料成型和加工制造技术得到广泛应用,焊接质量直接决定焊接工程的可靠性及安全性。传统的手工焊接方式由于工作环境恶劣、生产效率较低和对工人的技术经验要求较高等问题,使得焊接自动化和智能化成为焊接技术发展的方向。在自动焊接过程中,焊件受热变形的影响,容易造成焊枪路径偏离实际的焊缝轨迹,使得焊接质量得不到保证,甚至造成焊件报废。因此,需要实时、准确地识别和跟踪焊缝位置。激光视觉传感技术因结构简单、抗噪声干扰的能力较强和实际测量精度较高等优势,被广泛应用在的焊缝识别和跟踪领域。在焊接过程中,电弧产生的弧光、金属熔化产生的飞溅以及烟尘粉尘等的存在,容易造成视觉传感器采集到的图像焊缝位置信息被严重淹没,影响焊缝特征点的提取。因此如何改善和升级传感系统和后处理应用,使得准确识别焊缝中心位置,是迫切需要解决的关键问题。为此,论文对基于激光视觉传感的焊缝特征提取与跟踪方法及跟踪系统进行了研究。本课题首先建立一套焊缝跟踪试验系统,包括激光视觉焊缝跟踪系统总体方案设计、激光视觉传感器光学设计和系统相关器件的选型等,然后根据实际系统的搭建,建立对应的数学转换模型,并对传感器的内外参数进行...
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
焊缝跟踪传感器的分类[10]
的测量信息较为丰富、检测灵敏和测量精度高。对象无接触，通用性好，适用于各种焊接接头形能力强，可有效降低电磁、电弧光、金属飞溅和烟现智能化应用，在焊缝跟踪的同时可进行焊接质量感器是否需要辅助光源，焊缝跟踪方法可分为基于视觉的跟踪方法两大类[3]。被动视觉不使用辅助光为背景光源，通过相机对准电弧区域拍摄熔池图像取来实现焊缝跟踪，如图 1-2 为被动光视觉原理图镜头而影响激光条纹成像，降低后续焊接区域的特前加滤光镜。由于被动光视觉器采集的是电弧处的存在超前距离，跟踪精确较高[15]。
图 1-3 结构光法焊缝位置检测原理图rinciple diagram of seam position detection based on structura法原理是激光器发出的水平激光束通过聚焦透镜照到被测焊件上，在电机来回转动下形成一条光带，上成像，然后对获得的焊缝图像进行处理即可将焊心位置[18]，如图 1-4 所示为激光扫描法焊缝位置识较大的视场深度，在一定程度上能够减少噪声的干差，且机械结构复杂。机角度传感器聚焦透镜激光器CCD阵列
【参考文献】：
期刊论文
[1]无坡口对接焊缝特征角点检测方法[J]. 王文超,高向东,丁晓东,张南峰. 焊接学报. 2018(09)
[2]一种改进光流法的运动目标检测及跟踪算法[J]. 李成美,白宏阳,郭宏伟,梁华驹. 仪器仪表学报. 2018(05)
[3]焊接领域激光结构光视觉传感技术的研究及应用[J]. 郭吉昌,朱志明,于英飞,孙博文. 中国激光. 2017(12)
[4]空域滤波在焊缝磁光图像去噪中的应用[J]. 许二娟,高向东,董文杰,刘俊,陈廷艳,石亚平. 轻工科技. 2017(05)
[5]微细对接焊缝初始点定位方法[J]. 孙农亮,崔红星,梁少华. 光学精密工程. 2017(03)
[6]基于视觉传感的焊缝跟踪技术研究现状和发展趋势[J]. 范俊峰,景奉水,方灶军. 热加工工艺. 2017(05)
[7]基于深度分层特征的激光视觉焊缝检测与跟踪系统研究[J]. 邹焱飚,周卫林,陈向志. 中国激光. 2017(04)
[8]焊缝跟踪应用的线激光视觉伺服控制系统[J]. 邹焱飚,王研博,周卫林. 光学精密工程. 2016(11)
[9]基于高斯核相关的线激光焊缝跟踪方法研究[J]. 邹焱飚,王研博,周卫林. 应用激光. 2016(05)
[10]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[J]. 崔雪峰,姜影. 电焊机. 2014(12)
博士论文
[1]磁光传感神经网络卡尔曼滤波融合的微间隙焊缝识别算法研究[D]. 陈余泉.广东工业大学 2016
[2]基于线结构光扫描的三维表面缺陷在线检测的理论与应用研究[D]. 吴庆华.华中科技大学 2013
[3]基于视觉及电弧传感技术的机器人GTAW三维焊缝实时跟踪控制技术研究[D]. 许燕玲.上海交通大学 2013
[4]边缘检测及其评价方法的研究[D]. 磨少清.天津大学 2011
[5]基于激光视觉传感的CO2横焊焊缝图像处理研究[D]. 申俊琦.天津大学 2010
[6]旋转电弧传感焊枪倾角检测及水下焊缝跟踪技术研究[D]. 叶建雄.南昌大学 2007
硕士论文
[1]焊缝表面成形激光视觉在线测量及质量评估[D]. 丁晓东.广东工业大学 2018
[2]基于线结构光的电弧增材制造熔积层形貌三维测量[D]. 李友浩.华中科技大学 2016
[3]微间隙焊缝路径磁光成像卡尔曼滤波跟踪方法研究[D]. 张驰.广东工业大学 2015
[4]基于激光结构光的视觉焊缝跟踪系统研究[D]. 李德玲.河南工业大学 2014
[5]线结构光三维测量关键技术研究[D]. 刘玉宝.华侨大学 2014
[6]基于SIFT和角点检测的自动图像配准方法研究[D]. 王静.华中科技大学 2010
[7]电弧焊焊缝偏差测量的视觉模型理论与试验研究[D]. 丁度坤.广东工业大学 2007
本文编号：3571684
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
焊缝跟踪传感器的分类[10]
的测量信息较为丰富、检测灵敏和测量精度高。对象无接触，通用性好，适用于各种焊接接头形能力强，可有效降低电磁、电弧光、金属飞溅和烟现智能化应用，在焊缝跟踪的同时可进行焊接质量感器是否需要辅助光源，焊缝跟踪方法可分为基于视觉的跟踪方法两大类[3]。被动视觉不使用辅助光为背景光源，通过相机对准电弧区域拍摄熔池图像取来实现焊缝跟踪，如图 1-2 为被动光视觉原理图镜头而影响激光条纹成像，降低后续焊接区域的特前加滤光镜。由于被动光视觉器采集的是电弧处的存在超前距离，跟踪精确较高[15]。
图 1-3 结构光法焊缝位置检测原理图rinciple diagram of seam position detection based on structura法原理是激光器发出的水平激光束通过聚焦透镜照到被测焊件上，在电机来回转动下形成一条光带，上成像，然后对获得的焊缝图像进行处理即可将焊心位置[18]，如图 1-4 所示为激光扫描法焊缝位置识较大的视场深度，在一定程度上能够减少噪声的干差，且机械结构复杂。机角度传感器聚焦透镜激光器CCD阵列
【参考文献】：
期刊论文
[1]无坡口对接焊缝特征角点检测方法[J]. 王文超,高向东,丁晓东,张南峰. 焊接学报. 2018(09)
[2]一种改进光流法的运动目标检测及跟踪算法[J]. 李成美,白宏阳,郭宏伟,梁华驹. 仪器仪表学报. 2018(05)
[3]焊接领域激光结构光视觉传感技术的研究及应用[J]. 郭吉昌,朱志明,于英飞,孙博文. 中国激光. 2017(12)
[4]空域滤波在焊缝磁光图像去噪中的应用[J]. 许二娟,高向东,董文杰,刘俊,陈廷艳,石亚平. 轻工科技. 2017(05)
[5]微细对接焊缝初始点定位方法[J]. 孙农亮,崔红星,梁少华. 光学精密工程. 2017(03)
[6]基于视觉传感的焊缝跟踪技术研究现状和发展趋势[J]. 范俊峰,景奉水,方灶军. 热加工工艺. 2017(05)
[7]基于深度分层特征的激光视觉焊缝检测与跟踪系统研究[J]. 邹焱飚,周卫林,陈向志. 中国激光. 2017(04)
[8]焊缝跟踪应用的线激光视觉伺服控制系统[J]. 邹焱飚,王研博,周卫林. 光学精密工程. 2016(11)
[9]基于高斯核相关的线激光焊缝跟踪方法研究[J]. 邹焱飚,王研博,周卫林. 应用激光. 2016(05)
[10]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[J]. 崔雪峰,姜影. 电焊机. 2014(12)
博士论文
[1]磁光传感神经网络卡尔曼滤波融合的微间隙焊缝识别算法研究[D]. 陈余泉.广东工业大学 2016
[2]基于线结构光扫描的三维表面缺陷在线检测的理论与应用研究[D]. 吴庆华.华中科技大学 2013
[3]基于视觉及电弧传感技术的机器人GTAW三维焊缝实时跟踪控制技术研究[D]. 许燕玲.上海交通大学 2013
[4]边缘检测及其评价方法的研究[D]. 磨少清.天津大学 2011
[5]基于激光视觉传感的CO2横焊焊缝图像处理研究[D]. 申俊琦.天津大学 2010
[6]旋转电弧传感焊枪倾角检测及水下焊缝跟踪技术研究[D]. 叶建雄.南昌大学 2007
硕士论文
[1]焊缝表面成形激光视觉在线测量及质量评估[D]. 丁晓东.广东工业大学 2018
[2]基于线结构光的电弧增材制造熔积层形貌三维测量[D]. 李友浩.华中科技大学 2016
[3]微间隙焊缝路径磁光成像卡尔曼滤波跟踪方法研究[D]. 张驰.广东工业大学 2015
[4]基于激光结构光的视觉焊缝跟踪系统研究[D]. 李德玲.河南工业大学 2014
[5]线结构光三维测量关键技术研究[D]. 刘玉宝.华侨大学 2014
[6]基于SIFT和角点检测的自动图像配准方法研究[D]. 王静.华中科技大学 2010
[7]电弧焊焊缝偏差测量的视觉模型理论与试验研究[D]. 丁度坤.广东工业大学 2007
本文编号：3571684
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