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1、第30卷第3期兰 州 理 工 大 学 学 报Vol.30No.32004年6月JournalofLanzhouUniversityofTechnologyJun.2004 文章编号:100025889(2004)0320041204专用焊接打磨机器人视觉系统的研究1,2121杨 萍,赵 丹,李鹤岐,张淑珍(1.兰州理工大学机电工程学院,甘肃兰州 730050;2.兰州理工大学材料科学与工程学院,甘肃兰州 730050)摘要:针对水轮机修复专用机器人视觉系统进行了系统地描述,并对其硬件与图像处理方法作了较详细地阐述.采用主动视觉检测法,利用CCD摄像机等相关硬件获取图像和小波变
2、换对获取后图像进行处理,实现了对叶片表面缺陷的识别并且引导机器人焊枪跟踪焊缝,实时调整焊枪姿态,以完成补焊及焊后打磨工作.关键词:水轮机;机器人视觉;主动视觉法;CCD摄像机;小波变换;图像处理中图分类号:TH164;TP242.62文献标识码:AInvestigationofvisualsystemonspecial2purposewelding2polishingrobot1,2121YANGPing,ZHAODan,LIHe2qi,ZHANGShu2zhen(1.CollegeofMechano2ElectronicEngineering,LanzhouUniv.ofTe
3、ch.,Lanzhou730050,China;2.CollegeofMaterialsScienceandEngineering,LanzhouUniv.ofTech.,Lanzhou730050,China)Abstract:Thevisualsystemofthespecial2purposerobotforhydraulicturbinerepairisdescribedsystematicallyanditshardwarecomponentsandmethodsoftheimageprocessingarealsodiscussedindetail.Bytaking
4、positivevisiontestingmethodandCCDcameratogainimageandwavelettransformforimageprocessing,theidentificationofthedefectonvanesurfaceisrealizedtoimplementtheweldseamtracking,regulatetimelytheattitudeofweldgun,and,finally,finishthereweldingandpolishing.Keywords:hydraulicturbine;robotvision;method
5、ofpositivevision;CCDcamera;wavelettransform;imagepro2cessing 随着机器人技术的发展,机器人已在很多领域进行了分析,以实现对图像的消噪、边缘检测、特征可代替人来进行工作,这其中有半数是焊接机器人.提取和压缩等处理,尽量真实清晰地反映叶片表面它们大多为可编程的示教再现式机器人,对外界条特征.件要求较严格,不能实时动态调整焊接参数,不适用于某些特殊应用场合.因此,机器人要想真正智能地代替人进行工作,就必须具有人的“器官”和判断执行功能.根据研究,人类感知客观世界的信息中有[1]70%来自于视觉,因此随着第三代机器人智能机器
6、人研究的深入,视觉已被认为是机器人中最重要的感觉能力.在水轮机修复专用焊接打磨机器人系统中,视图1 基于Pro/E平台的水轮机修复专用机器人虚拟样机觉系统主要是进行叶片表面的缺陷识别并且引导机Fig.1Virtualprototypeofrobotforhydraulicturbinere2器人焊枪跟踪焊缝,实时调整焊枪姿态以完成补焊pairbasedonplatformPro/E及焊后打磨工作.本研究主要针对导轨式水轮机修复机器人(见图1)视觉系统的硬件组成与图像处理1 叶片缺陷检测的方法1.1 基本原理 收稿日期:2003206230目前常用的焊接机器人视觉检测方法主要有
7、主 基金项目:甘肃省中青年自然科学基金(19907) 作者简介:杨 萍(19642),女,黑龙江方正人,副教授,博士生.动视觉法和被动视觉法.被动视觉法指利用弧光或©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved. 兰州理工大学学报·42· 第30卷普通光源和摄像机组成的系统,由于该方法易受电为透过光轴上的点.被测量点P的像F与P1点的弧的严重干扰,而且较难获取相关的三维信息,
