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结论与展望

在文檔中 学 位 论 文 (頁 77-83)

§6-1 全文结论

由于焊接广泛应用于民用和军用制造领域,跟人们的生活息息相关,随着人们对焊接质量的要求越 来越严格,解决焊接机器人的实时性和准确性之间的矛盾和提高智能化具有重大意义。

本文针对焊缝信息视觉检测进行了研究,从搭建实验平台到进行多次试验研究,从理论研究到具体 编程实现,研制出了移动焊接机器人焊缝信息视觉检测系统软件平台,取得了很好的效果。具体的工作 和成果如下:

本文分析了结构光视觉传感器工作原理,针对视觉传感系统主要硬件进行了选型,并对视觉传感器 进行了结构分析和设计,改进了传统的视觉传感器,使得视觉传感器体积减小,抗干扰能力得到提高。

标定技术是视觉控制系统的关键技术之一,其标定的结果直接影响到提取焊缝特征点的精确性。本 文分析了视觉传感系统中的摄像机模型、手眼关系模型和结构光模型,并针对每个模型提出了标定方法,

标定结果满足焊接要求。

分析了处理焊缝图像的方法及算法原理,包括滤波平滑、图像增强、图像分割以及基于数学形态学 的处理方法。通过大量实验,针对强干扰下焊缝图像的自动阈值分割的结果不理想的情况,提出了一种 基于背景矫正的最大方差阈值分割法,并与中值滤波、形态学孤点滤波、提取骨架进行最优组合,能够 快速的提取出清晰的焊缝图像。经实验证明,采取上述措施后,处理一幅强干扰的焊缝图像的时间不大 于25ms,满足焊接实时性的要求。

针对基于视觉的焊接机器人导前误差问题,本文提出在焊枪的前后取150 个点进行光滑曲线拟合,

当焊枪达到某位置时,根据曲线方程读取该位置特征点参数,从而减小导前误差。经大量实验证明,此 方法精度较高,能够有效的减小导前误差。

设计开发了一套焊缝图像实时采集和处理的软件系统,采用LabVIEW 与 Matlab 混合编程,系统人 机界面友好、操作简单。实验表明,该检测系统检测精度高,处理速度快,能满足焊缝跟踪实时性要求。

§6-2 展望

由于时间、精力等方面的限制,本文研究的焊缝信息视觉检测系统能够实时地、准确地检测到 V 型焊缝特征参数,但是要提高焊接智能化还需进行编写其他焊缝形式的检测程序,同时要实现焊缝自动 跟踪,还必须要与控制系统进行紧密联合,控制系统通过视觉检测得到的偏差来控制焊枪运动,从而实 现焊缝的自动跟踪控制。

实验中图像的采集和处理都是在工控机上完成的,由于工控机体积庞大,不便于携带,需要将焊缝 图像检测程序及控制程序移植到嵌入式平台上,例如移植到NI Compact RIO 平台上或 ARM 平台上,

以实现其工作的灵活性。

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致谢

时光流逝,岁月如梭,三年的研究生生涯马上就要告一段落了。这几年的求学经历让我学会了如何 提出问题、分析问题、解决问题和遇到挫折时刻牢记“为什么”“做什么”“怎么做”“结果怎样”这 四个基本思想。这段学习和生活中,对我来说这是人生中一段最为珍贵和难忘的日子。谨以此篇献给曾 经关心、支持、帮助、鼓励过我的师长、同学、朋友以及亲人。

本文是在我的导师李慨副教授的悉心指导下完成的。在此,衷心地感谢我的导师李慨副教授。当我 面对科研的高峰有些彷徨时,是导师在鼓励我,“攻坚莫畏难,只怕肯登攀”;当我在科学的殿堂中步 履蹒跚时,是导师在指点我,“问渠哪得清如许,为有源头活水来”;当我埋头于书本执迷不悟时,是 导师在明示我,“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”;当我在实际工作中遇到困难时,是导师在引导 我,“壁立千仞无欲则刚,海纳百川有容乃大”。我的导师,学识渊博,对专业孜孜以求,精益求精,

对前沿学术拥有着敏锐洞察力。百忙之余仍然读书不辍,不断探求;为人师表,率先垂范;传道授业,

呕心沥血。如果说我从导师那里学会了怎样做好学问,那么首先应该说我从导师那里领略了真正的学术 精神,导师严谨的治学态度和坚韧的探索精神将使我终生受益。

本论文的完成也离不开其他各位老师、同学和朋友的关心与帮助。感谢戴士杰老师在论文的写作中 给予了许多指导与建议,感谢李德仲老师在零件的制图中给了许多宝贵意见。感谢葛胜强、邵猛、及闫 相群等师弟师妹们在科研过程中给予我许多鼓励和帮助。

还要感谢父母和我的女友杨洋在我求学生涯中给与我无微不至的关怀和照顾,一如既往地支持我、

鼓励我。同时,还要感谢李乃密、董凯夫、程妍妍、裴鹏、林琳、张乐、陈正华、张绪成、张萌等同学 两年半来对我的支持和帮助,愿友谊长存!

最后,感谢在百忙之中对我论文进行指导的评审专家和教授。

学位授予单位: 河北工业大学

引用本文格式:王璇焊接机器人焊缝信息视觉检测系统研究[学位论文]硕士 2012

在文檔中 学 位 论 文 (頁 77-83)

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