2023年第3期热加工www.mw1950.com54焊接与切割Welding&Cutting遥控操作返修机器人视觉系统焊缝图像处理算法设计吴闯，刘金平，马明豪，王象元，王毅核工业工程研究设计有限公司北京101300摘要：针对遥控操作返修机器人，研究其视觉系统的焊缝图像处理算法。通过对视觉检测传感器、焊缝信息采集及处理算法、远端场景恢复算法的设计，完成遥控操作返修机器人视觉系统焊缝图像处理，形成待返修焊口的三维模型。关键词：遥控操作；焊缝图像处理；三维模型1序言遥控操作焊接技术可以有效改善焊接环境，发挥机械臂可达性、稳定性好等方面优势的同时，充分发挥人的高效决策能力以及高度学习能力，同时计算机对焊接过程中某些复杂场景信息的计算能力可以补足人在计算方面的薄弱点，使得人可以专心决策，而使机械臂作为决策执行者，因此遥控焊接对于恶劣焊接场景有很大的应用前景。视觉传感和遥控焊接过程的监控是实现遥控焊接的重要手端[1]。因此，本文设计视觉系统的方案，并根据视觉系统辅助条件下设计焊接遥控操作的控制策略及焊枪姿态优化方式，且实时监控焊接过程，并给操作员提供焊缝坡口特征信息，便于其决策并实时改变焊枪姿态，实现更好的遥控焊接质量。2图像采集方法设计视觉检测传感器内部集成了图像采集系统和激光发射器，外部包括保护壳、滤光系统和防飞溅挡板，模型如图1所示。本文选取能发射650nm的激光器，其具有较高的工作使用寿命，并配备激光功率适配器，可以更改激光的照射强度，激光照射在工件表面形成“一字形”的条纹，能够较好地反应焊缝坡口形貌，如图2所示。图1传感器模型图2激光工作原理由于工件对激光有反光等影响，对结构光提取增大了难度，故使用滤光片消除影响结构光提取的干扰因素，让试验能正常进行。视觉传感自适应控制系统在Python的基础上结合OpenCV、Halcon等图片处理软件平台进行试验和调试。图像处理利用Opencv进行预处理，焊缝特征点提取使用Halcon进行连续不间断的提取。相机标定过程中使用Halcon得到相机参数，并进行精度检验，光平面使用Matlab进行数据处理和平面拟合，手眼标定用Matlab进行坐标系的转换。PC机与机器人的通信利用Python中的UDP通信进行数据交换。2023年第3期热加工www.mw1950.com55焊接与切割Welding&Cutting3图像处理三角测量算法设计三角测量法是利用光线空间传播过程中的光学反射规律和相似三角形原理，在接收透镜的物空间与像空间构成相似关系，同时利用边角关系计算出移动距离[2]。根据激...
