1、第第6 6章章 焊缝跟踪技术焊缝跟踪技术1.1.激光扫描视觉传感器原理激光扫描视觉传感器原理2.2.焊缝类型识别和特征提取焊缝类型识别和特征提取3.3.机器人直接视觉跟踪系统实现机器人直接视觉跟踪系统实现一、激光扫描视觉传感器原理基基于于三三角角测测量量原原理理需标定的摄像机内参数有需标定的摄像机内参数有 (c(cx x,c,cy y)，s sx x，s sy y，k k及及f f 等六个等六个参数参数 标定标定22(1)(1)ininxxkryykr()()iuxxiuyyxxcsyycsx xu u,y,yu u,c,cx x,c,cy y：像素坐标：像素坐标OuOus sx x,s,sy
2、 y：单位距离上的像素：单位距离上的像素点点1.1.激光发生器激光发生器 2.2.CCDCCD成像靶面成像靶面 3.3.CCDCCD摄像机透镜摄像机透镜 4.4.被测平被测平面面 fIarctgtgDh/DtghZh hD DP PF F1 1F F1 13 34 4f fZZ2 2FFFF1 1=I=IO O 4 5 6 7 1.1.跟踪传感器跟踪传感器 2.2.焊枪焊枪 3.3.激光扫描扇面激光扫描扇面 4.4.CCD 5.CCD 5.镜头镜头 6.6.激光发生器激光发生器 7.7.激光扫描线激光扫描线 1 2 3 y=h tg y=h tg ：激光扫描的角度激光扫描的角度h二、焊缝类型识
3、别和特征提取Y Y型坡口剖面模型型坡口剖面模型激光扫描激光扫描Y Y型坡口轮廓线型坡口轮廓线1.1.采集激光扫描图像采集激光扫描图像2.2.低层处理（滤波）低层处理（滤波）3.3.中层处理（曲线拟合、中层处理（曲线拟合、特征提取）特征提取）4.4.计算高度计算高度h h和和Y Y向偏差向偏差hV/YV/Y型坡口接头轮廓模式示意图型坡口接头轮廓模式示意图搭接接头轮廓模式示意图搭接接头轮廓模式示意图对接无坡口轮廓示意图对接无坡口轮廓示意图角接角接/船行焊轮廓示意船行焊轮廓示意图图跟踪前，必须已知坡口形式跟踪前，必须已知坡口形式三、机器人视觉跟踪系统实现视觉传感的弧焊机器人系统构成示意图视觉传感的弧
4、焊机器人系统构成示意图轨迹修正轨迹修正轨迹插补步距轨迹插补步距示教轨迹示教轨迹实际轨迹实际轨迹1122P P i-i-1 1P P i iP Pi-2i-2PPi-1i-1：1 1 所以，不进行轨迹修正所以，不进行轨迹修正P Pi-1i-1PPi i：2 2 进行轨迹修正进行轨迹修正P Pi i-2-2姿态修正姿态修正姿态修正较复杂，一般传感系统不采用姿态修正较复杂，一般传感系统不采用 ：设定偏：设定偏差差 0.2-0.2-0.3 0.3 mmmm修正后修正后轨迹轨迹激光扫描焊缝跟踪传感器激光扫描焊缝跟踪传感器传感器控制系统传感器控制系统长征系列火箭贮箱箱底机器人自动焊接系统长征系列火箭贮箱箱底机器人自动焊接系统双目视觉导引双目视觉导引/跟踪、熔透控制传感器系统跟踪、熔透控制传感器系统双目视觉导引双目视觉导引/跟踪、熔透控制传感器系统跟踪、熔透控制传感器系统基于视觉传感的多机器人智能化焊接系统基于视觉传感的多机器人智能化焊接系统平面平面S S型曲线焊缝导引型曲线焊缝导引/无电弧轨迹规划无电弧轨迹规划平面平面S S型曲线焊缝导引型曲线焊缝导引/无电弧轨迹规划过程图像处理无电弧轨迹规划过程图像处理空间曲线焊缝导引空间曲线焊缝导引平面平面S S型曲线自动导引型曲线自动导引/轨迹规划和焊接过程轨迹规划和焊接过程可编辑感谢下感谢下载载
