激光焊缝视觉测量系统研究

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1、工程硕士学位论文激光焊缝视觉测量系统研究孟凡玉哈尔滨理工大学2016年3月国内图书分类号:TN9工程硕士学位论文激光焊缝视觉测量系统研究硕士研究生：孟凡玉导师：许景波申请学位级别：工程硕士学科、专业：光学工程所在单位：测控技术与通信工程学院答辩日期：2016年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex:TN9DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTheLaserWeldSeamvisualMeasuringSystemResearchCandidate：MengFanyuSupervisor：XuJingboAcade

2、micDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：OpticalEngineeringDateofOralExamination：March,2016University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕ｄ：学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕±学位论文《激光焊缝视觉测量系统研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰。写过的研究成果对本文研究王作做出贡献的

3、个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。－作者签名：塞化ｉ日期：２／Ｓ年？月如曰哈尔滨理工大学硕±学位论文側授权书《激光焊缝视觉测量系统研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕：ｔ学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所。有，本论文的研究内容不得其他单位的名义发表本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口提交论文和电子。、版本，允许论文被查阅和借阅本人授权哈尔滨理工大学可＾＾采用影印缩印或其他复制手段保存论文，可公布论文的全部或部分内容。本学位论文

4、属于保密□，在年解密后适用授权书。＾不保密〇？（请在ｔＵ上相应方框内打Ｖ）作者签名：日親＾峰＞月沾妾／ｉｆ；导师签名：日期：从年如＞０日激光焊缝视觉测量系统研究摘要焊缝自动跟踪技术是实现焊接自动化的关键。相比传统的以电磁学、声学技术为基础的焊接检测方法，基于视觉的焊缝跟踪技术因其信息量大、灵敏度高和测量精度高、抗电磁干扰强、与工件无接触等特点备受焊缝跟踪研究者的重视。本文分析了焊缝跟踪技术的现状，设计了以CMOS摄像头为图像采集单元、半导体激光器作为辅助光源、FPGA作为控制器的激光焊缝视觉测量系统，包括光路系统、图像采集与处理系统。通过FPGA完成图像的采

5、集和传输工作。将采集的图像传输到工控机中，由工控机对图像进行滤波去噪、阈值检测和二值化等图像处理，提取焊缝中心位置，得到焊缝的偏差量信息。1.本文在分析、研究国内外焊缝跟踪发展现状的基础上，制定了基于视觉激光焊缝测量系统的实现方案，并探讨了焊缝跟踪系统的分类。2.对测量系统的光学结构进行了设计，完成了光学器件的选型。3.搭建了图像采集的硬件电路。以FPGA作为主芯片，设计了相关外围电路。进行了图像采集硬件逻辑平台的设计，分析图像采集与显示的资源分配，给出了图像采集的显示效果。4.研究了焊缝图像识别算法。对图像进行滤波去噪、二值化等预处理过程，通过边界跟踪、边缘提取、Hough变换等方法

6、获得焊缝特征线段，求得焊缝图像的特征点，最后得出特征点的偏差量信息。本文对所设计的激光焊缝视觉测量系统进行了初步的实验，结果表明，设计的测量系统结构简单实用，能实时获取焊缝位置的偏差量信息。关键词激光焊缝；图像处理；FPGA；边界跟踪-I-TheLaserWeldSeamvisualMeasuringSystemResearchAbstractWeldautomatictrackingtechnologyisthekeytorealizetheweldingautomation.Comparedwiththemethodofthetraditionalweldingdetectionb

7、asedonelectromagneticsandacousticstechnology,weldingseamtrackingtechnologybasedonvisionbecauseofthecharacteristicsoflargeamountsofinformation,highsensitivityandhighprecisionmeasurement,strongresistancetoelectromagneticinterf