Seam Tracking and Visual Control for Robotic Arc Welding Based on Structured Light Stereovision

A real-time arc welding robot visual control system based on a local network with a multi-level hierarchy is developed in this paper. It consists of an intelligence and human-machine interface level, a motion planning level, a motion control level and a servo control level. The last three levels form a local real-time open robot controller, which realizes motion planning and motion control of a robot. A camera calibration method based on the relative movement of the end-effector connected to a robot is proposed and a method for tracking weld seam based on the structured light stereovision is provided. Combining the parameters of the cameras and laser plane, three groups of position values in Cartesian space are obtained for each feature point in a stripe projected on the weld seam. The accurate three-dimensional position of the edge points in the weld seam can be calculated from the obtained parameters with an information fusion algorithm. By calculating the weld seam parameter from position and image data, the movement parameters of the robot used for tracking can be determined. A swing welding experiment of type V groove weld is successfully conducted, the results of which show that the system has high resolution seam tracking in real-time, and works stably and efficiently.

不同光源条件下热敏液晶色温特性的实验研究

热敏液晶测温技术由于其非接触式测量和适用于复杂表面的特点而被广泛应用于传热领域。本文基于建立的彩色图像处理系统对美国Hallcrest公司生产的SPN/R35C10W型热敏液晶的标定进行了实验研究。实验分别研究了不同的相机视角和不同的光源强度对标定数据分布的影响,并给出了有效测温色调区间内温度和色调的关系式。实验发现相机视角位置是影响实验标定数据分布的一个重要因素,在视角小于30°的情况下才能忽略此因素对标定数据的影响。不同的光源强度对有效测温的色调区间的实验标定数据基本上没有什么影响,标定时光强设定以获取优良色彩呈现效果为佳。给定工况下的标定数据和拟合曲线之间显示了良好的符合性,测温精度可以达到0.8℃。

视觉系统在全自动COG热压焊机中的应用

COG组装工艺技术是IC与LCD连接的主要方式。采用这种连接方式可大大减小整个LCD模块的体积、提高组装密度,实现规模化生产。针对视觉系统在全自动COG热压焊机中的应用进行分析。

基于EPnP算法的激光雷达与可见光相机标定方法

针对激光雷达与可见光相机标定过程繁琐以及标定精度不高的问题,提出了一种基于EPnP算法的激光雷达与可见光相机的联合标定方法。首先,提出了基于先验信息的图像特征点提取方法,利用标定板的颜色信息与边缘轮廓信息,准确计算可见光图像中的特征点坐标;其次,提出了基于直线拟合的三维点云特征点提取方法,根据标定板的尺寸信息与边缘轮廓信息,准确提取三维点云中的特征点;最后,将在同步时序的可见光图像和激光雷达三维点云中提取的匹配特征点对作为EPnP算法的输入,求解激光雷达与可见光相机之间的外参矩阵。实验结果表明,与工业界广泛应用的Autoware标定工具箱相比,文中提出的方法能够获得更高的标定精度,并能简化冗杂的标定过程。

导光板模具微冲孔机床在位测量系统的设计与研究

针对导光板模具微结构加工过程中微孔尺寸定时在位测量的要求,基于视觉测量技术提出了在微冲孔机床上集成导光板模具微孔点阵在位测量系统的解决方案。它通过相机获取微结构的加工图像,运用一系列图像处理算法提取测量目标的亚像素边缘并进行拟合。提出两步标定技术求取亚毫米视野镜头畸变映射及像素当量。通过将视觉测量结果与白光干涉仪的测量结果对比,证明该测量系统的精度能够达到±1μm以内,具有实时、快速、高精度、重复性好的等特点。

基于3D视觉的线结构光测量算法

近年来,已有越来越多的国内外学者对线结构光测量技术展开研究,也取得了大量的成果,但对相机内参数和光平面标定参数有效评估还存在一些问题。本文对线结构光基本理论和关键算法进行理论分析,并进行相机内参数和光平面方程标定实验验证,获得了线结构光测量的理论评估精度。实验结果表明,本方法能够有效评估线结构光测量的精度,测量精度在3um范围内。

结构光相机点云数据采集显示系统设计

由于Mindvision-dit3DCam结构光相机没有Python的应用接口,为了用Python语言直接驱动结构光相机,以实现实时数据的采集以及二维图像和点云图像的显示,采用C++封装了驱动相机的动态链接库,用Python语言调用动态链接库以驱动相机采集数据,并结合VTK、PYQT5进行可视化界面设计,可实时对图像进行显示及切换。