基于激光视觉传感的布局规划方法研究

对于激光跟踪测量任务来说,测量场规划结果十分关键,设计基于激光视觉传感的布局规划方法,以满足实际应用需求。基于激光视觉传感技术设计激光视觉传感器,由相机、滤光片、激光器构成,用于采集测量场图像。对于采集图像,使用自适应中值滤波器对其实施去噪处理。设计应用规划引擎与CAM2的布局规划算法,在多次迭代中,使用粒子群算法求解,通过该算法实现测量场的布局规划。测试结果表明,设计方法两个站位的布局规划结果是互补的,说明该布局规划能够完成测量任务,规划结果有效。

基于激光视觉传感的渔船目标无人机低空识别研究

为了提高渔船目标无人机低空识别的准确率,提出基于激光视觉传感的渔船目标识别方法。采用阈值分割和角点定位标定渔船目标激光视觉传感图像的方位特征点;提取渔船目标的位置信息、速度信息、加速度信息、运动轨迹信息,建立渔船目标激光视觉传感图像的背景差分检测模型;通过帧动态检测和差分图像聚类,计算相邻目标质心的距离;根据参数估计和像素灰度值检测,结合目标方位估计,实现对渔船目标激光视觉传感图像的定位识别。结果表明,采用该方法能够有效识别渔船目标,目标方位识别准确性达到90.95%以上,提高了渔船目标无人机低空识别准确性。

应用于遥控焊接的激光视觉传感辅助遥控示教

提出了用于遥控焊接的激光视觉传感辅助遥控示教技术。克服了基于立体视觉显示遥控示教的缺点,操作者工作强度减轻。通过激光视觉传感提取焊缝特征点作为示教点,提高了识别精度。空间鼠标作为远端焊接机器人的手控器,提高了操作的灵活性。实现了对平面曲线焊缝和复杂空间焊缝的遥控示教。结果表明,此技术可以大大减少操作者的示教时间;示教路径精确;焊接过程自动执行,避免了远程操作的时间延迟影响,对遥控焊接在实际工程的应用有较高的价值。

激光视觉传感推动焊接技术向智能化方向发展

激光视觉技术利用三角测量原理,从工作场景中精确地提取物体的三维几何信息,通过相应的图像处理获取焊缝的尺寸和位置信息。通过激光视觉技术可实现焊缝的精确定位、装配检测、自动跟踪、自适应焊接以及自动焊后检测,是实现焊接技术智能化的基础。激光视觉技术提高了焊接专机和焊接机器人系统的智能化水平。

激光视觉传感的焊缝成形测量

利用线激光视觉传感技术测量焊缝成形尺寸,关键在于准确提取焊缝特征点。针对常用的斜率解析法与斜率截距法在提取复杂焊缝特征点时定位精度及稳定性较低的问题,在常规斜率截距法的基础上,提出一种改进的焊缝特征提取算法实现复杂焊缝特征点的识别。根据焊缝中心条纹寻找焊缝轮廓最高点,利用常规截距法提取焊缝候选特征点,根据焊缝最高点与候选特征点的几何关系确定焊缝特征点。试验结果表明,对于复杂焊缝改进后的算法提取的焊缝特征点精度及可靠性高于一般焊缝特征检测法,能有效提高焊缝特征点的检测精度及可靠性。

激光视觉传感的焊缝表面缺陷识别与分类

为实现焊缝表面质量的自动检测,研究线激光视觉传感的焊缝表面质量检测方法,分析焊缝表面缺陷特征提取算法及焊缝缺陷分类模型。针对焊缝表面中的凹陷、咬边和气孔等缺陷,分析不同类型缺陷在焊缝激光条纹图像中的几何形态及空间分布特点,并结合斜率截距法与分段区间检测法提取焊缝表面缺陷的特征点。利用特征提取方法识别焊缝表面缺陷的7个特征参数,设计基于三层BP神经网络的焊缝缺陷分类模型,将提取的缺陷特征作为网络的特征输入进行网络训练。试验结果表明,所建立的焊缝缺陷分类模型可识别凹陷、咬边、气孔等焊缝表面缺陷,整体识别率达91.51%。

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。

人体运动误差的激光视觉传感测量系统

当前人体运动误差测量系统存在误差测量分析结果不理想的问题。为了减小人体运动测量误差,获得更加准确地人体运动数据,提出基于激光视觉传感的人体运动误差测量系统,首先依据激光视觉传感技术的工作原理,设计出人体运动误差测量系统结构图;然后计算人体运动关节的三维坐标;最后依据系统测量获得的人体运动关节三维坐标结果,利用激光视觉传感器对人体运动的测量误差进行分析。实验结果表明,本文方法可以更加快速、准确地捕获人体运动误差测量数据,为医疗康复、现代体育行业的发展提供更加可靠的数据基础。

适合焊接应用的智能激光视觉传感技术

介绍了最新的激光视觉传感技术在汽车、造船、管道和铁路车辆等领域的自动化电弧焊接和激光焊接中的应用。先进且可靠的数字激光传感系统保证了电弧或激光热源能准确地对中准焊缝,在焊接过程中能够根据所测量的间隙和错边等数据实时地调整焊接过程参数,并在线检测焊后的焊缝成形和表面缺陷。从而保证焊接质量,并提高生产效率,降低总体焊接生产成本。应用这些适合焊接的智能化激光视觉传感技术,可以有效地提高焊接产品的质量和价格的竞争力。

激光视觉传感在焊接机器人焊缝识别中的应用

为实现复杂工况下焊接机器人精准识别焊缝目标,将激光视觉传感技术应用于机器人焊缝识别中。以激光视觉传感器作为核心硬件,构建焊接图像采集系统,运用PCI总线卡检测传感器及外部指示灯是否为连接状态,通过PXR800图像采集卡在规定时间内得到激光焊接图像,使用串口通信程序完成图像高效传输。分别采用双边滤波器与模糊算子实施图像去噪与增强处理,优化图像角点与激光条纹中心点,利用等式约束方程修正卡尔曼滤波后的图像坐标值,完成高精度焊缝识别任务。仿真结果证明,激光视觉传感能够帮助机器人提升焊缝识别精度、增强抗干扰能力,为焊接机器人的推广应用发挥积极作用。

激光视觉传感系统的电弧增材制造侧表面成形分析

针对多层单道电弧增材制造侧表面成形检测问题,通过激光视觉传感三维重构系统获取不同焊接条件下焊缝侧表面轮廓深度点云信息,利用RANSAC(Random Sample Consensus)和KNN(K-Nearest Neighbors)点云处理算法提取堆积层侧表面的三维点云。分析多层单道焊缝堆积的层间分布情况,量化堆积层侧表面粗糙度,进而探索堆积过程中焊丝末端与板材间距对堆积层三维成形的影响。研究结果表明,激光视觉传感系统能够准确判断电弧增材侧表面成形情况,三维点云算法可用于电弧增材侧表面的三维重构和特征提取,能够直观地描述和量化堆积层的三维成形特征,为电弧增材制造表面成形检测和量化分析提供了一种新方法。

双线激光传感焊枪定位与焊缝走向识别

为实现焊接机器人焊枪定位与焊缝走向识别,提高焊缝跟踪精度,提出了一种交叉式双条纹激光传感方式,建立了该传感方式下双条纹激光间距与焊枪高度关系的理论模型.按图像行上灰度值和的一阶导数提取感兴趣区域(region of interest,ROI)、最大类间方差阈值分割及Canny边界提取等处理后,获得了上下激光条纹中心间距离及坡口中心值,由理论模型计算得焊枪高度,上下坡口中心值获得焊缝精确偏差与焊缝轨迹走向.结果表明,建立的理论模型正确,该方法可快速实现焊枪准确定位,识别焊缝轨迹走向,减小导前误差,提高偏差识别精度和焊接机器人智能化程度.

激光视觉焊缝跟踪中图像二值化处理

焊缝图像的二值化处理是实现焊缝视觉跟踪的一个重要环节.针对激光视觉传感焊缝图像,通过最小二乘法建立了Otsu法所选阈值与焊缝激光带区域灰度平均值的直线回归方程,从而得到了焊缝图像二值化处理的最佳阈值.利用该方法对焊缝图像进行二值化处理,并与传统二值化处理方法的结果进行了对比.结果表明,该二值化阈值选取方法可以有效地选取出适合焊缝图像二值化处理的阈值,处理结果良好,更利于后续的焊缝特征点提取.

数字激光视觉技术在焊管生产中的应用

介绍了数字激光视觉技术在焊管制造过程中多个关键环节中的应用,包括实现焊缝跟踪,焊接参数或钢带送进角度的自适应调整,钢板宽度与边缘形状的检测,钢管外径的测量,焊缝成形及缺陷的自动检测等。该技术通过自动化的操作可减少或消除人为因素的影响,并在批量生产中保证过程和质量的一致性,从而提高焊接质量,减少焊接耗材的消耗及返工和补焊的费用,降低总体生产成本。

管道焊接激光视觉跟踪的定位方法研究

为解决在管道自动焊接过程中V型坡口的识别定位问题,提出了一种基于激光视觉传感的局部区域内分步式定位方法。首先建立模板匹配,利用模板匹配方式获取焊缝初始位置区域;然后采用阈值分割和边缘提取获得激光条纹边缘线,通过Shi-Tomasi算法对边缘线进行角点检测,得到边缘线上的亚像素角点位置坐标;最后采用最小二乘法拟合得到精确的边缘直线,对上下边界线求平均值提取激光条纹的中心线,求取直线的交点得到坡口轮廓的拐点信息。通过对实际焊接现场拍摄的50幅同一高度不同位置的图像进行检测,结果表明,分步式定位方法抗干扰性强,精度较高,为完成整个跟踪自动焊接过程奠定了基础。

激光焊缝图像处理算法

鉴于激光视觉传感焊缝跟踪良好的应用前景,介绍了激光焊缝图像采集及处理系统。对激光焊缝图像处理算法进行了详细阐述,算法分为预处理和后处理两部分。对预处理中常用的几种滤波方法进行了分析和比较,并对用于检测焊缝特征点的后处理算法进行了概括说明。

智能视觉技术在焊接系统中的应用

介绍了最新的激光视觉传感技术在机器人焊缝搜索定位、机器人或专机自动化焊缝跟踪及智能化激光焊接系统中的应用。设计的Sense-I/D和SF/D传感器能实现快速精确地搜索定位焊缝,而且能最大限度地减少对焊枪可达性的影响;先进的Mini-I/D激光传感系统可以简单而可靠地实现焊缝跟踪,在焊接中能够根据所测量的间隙和错边等数据实时地调整焊接过程参数;Digi-Las数字激光焊接头包含了焊缝搜索位、焊缝跟踪、焊接参数自适应控制及焊缝成形和表面缺陷检测功能。应用适合焊接的智能化激光视觉传感技术,可提高焊接质量和生产效率,降低焊接生产成本,有效提高焊接产品质量和价格的竞争力。

基于结构光三维视觉角焊缝定位系统的研究

自主研发了一种基于线激光的角焊缝三维视觉定位系统。引入线激光平面建立了视觉传感系统的三维数学模型和多项式模型,通过对相机和光平面的标定实现了像素坐标与世界坐标的转换。在图像处理部分采用分步定位,首先利用模板匹配的方式对特征区域粗定位;接着采用阈值分割和形态学处理获取清晰激光条纹图像,减小噪音干扰;最后通过骨骼提取和直线拟合完成细定位,得到精确的特征点二维坐标,并结合三维模型将其转化为三维世界坐标实现定位。随机抽取焊接实验过程中所得到的100幅不同位置的图像进行记录比较,从实验结果可以看出,此种方法能够有效准确的对角焊缝进行定位,平均误差小于0.15 mm,具有较高的精度,可以满足焊接的精度要求。

用于精确焊接的智能视觉系统

通过与其它传感技术的对比,简要分析了激光视觉在焊接生产中得到成功应用的原因。分析了早期激光视觉系统的特征和当时面临的挑战。介绍了Servo-Robot激光视觉的关键技术和已取得的显著进步,阐述了集成激光视觉的移动式便携焊接机器人和激光视觉在焊缝质量检测中的应用。展望了激光视觉系统的未来和智能视觉在提高机器人性能方面发展的显著进步,包括改进机器人人工示教、离线编程及视觉辅助机器人示教。

基于激光跟踪系统B型套筒自动焊接装置的研制与应用

B型套筒修复是长输油气管道常用修复方式,采用传统B型套筒人工焊接存在劳动强度大、焊接难度高和效率低等问题。提出了一种基于激光跟踪系统的B型套筒自动焊接装置,其借助激光视觉传感技术,用激光视觉传感器采集焊接过程图像信息,提取焊缝位置参数,跟踪控制焊接过程,从而实现B型套筒的自动焊接。通过焊接测试并与手工焊接进行对比表明:采用B型套筒自动焊接装置具有焊接效率高、焊道质量可靠、外观成型好等优点。