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基于结构光的焊缝表面质量检测 被引量：7
1
作者 张天宇 夏仁波 +2 位作者 赵吉宾 付生鹏 徐子恒 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第1期81-84,共4页
焊接质量检测是保证焊接质量的重要技术手段,人工检测焊接质量存在主观性强、效率低、准确率低等问题,为此提出了一种基于结构光的焊缝表面质量检测方法。首先,搭建了基于工业机器人和面结构光传感器的焊缝质量检测系统;其次,分析了焊... 焊接质量检测是保证焊接质量的重要技术手段,人工检测焊接质量存在主观性强、效率低、准确率低等问题,为此提出了一种基于结构光的焊缝表面质量检测方法。首先,搭建了基于工业机器人和面结构光传感器的焊缝质量检测系统;其次,分析了焊接件的表面点云,采用随机采样一致性算法拟合平面以分割出焊缝点云,利用主成分分析算法得到焊缝点云的主方向,通过点云切片获取焊缝轮廓线,结合斜率分析提取轮廓线的特征点;最后,建立了焊缝表面质量评价指标,并进行了焊缝表面质量检测实验。实验结果表明,提出的方法具有速度快、效率高的优点,无需补偿和矫正基准方向,可以获得满意的焊缝质量检测性能。 展开更多
关键词 焊缝表面质量 结构光扫描 点云处理 评价指标
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基于点云的机器人焊缝自动化磨削系统与方法
2
作者 葛吉民 邓朝晖 +3 位作者 王水仙 卓荣锦 刘伟 陈曦 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1253-1262,1268,共11页
结构件的服役周期和动态性能受焊缝磨削精度和表面一致性的影响,目前,焊缝磨削主要依靠人工或轨迹示教的方式,存在均一性差、效率低、成本高等问题。鉴于此,开发了基于点云的机器人焊缝自动化磨削系统,采用焊缝点云二次精简方法准确获... 结构件的服役周期和动态性能受焊缝磨削精度和表面一致性的影响,目前,焊缝磨削主要依靠人工或轨迹示教的方式,存在均一性差、效率低、成本高等问题。鉴于此,开发了基于点云的机器人焊缝自动化磨削系统,采用焊缝点云二次精简方法准确获取焊缝表面的全局信息,基于采样点与邻域重心点之间的距离准确提取焊缝宽度、高度及中心线特征。系统提取后的焊缝高度、宽度误差约为0.09 mm和0.2 mm,磨削后焊缝最小残留高度约为0.17 mm,表面粗糙度Ra值可达0.498μm。 展开更多
关键词 焊缝 机器人磨削 点云 特征提取
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结构件角焊缝表面参数检测算法研究
3
作者 黄豪亮 刘建春 《佳木斯大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第5期85-89,共5页
针对多种类结构件角焊缝特征曲面变化小,设计了一种基于线激光的角焊缝检测方法。利用机器人搭载线激光相机扫描焊缝获取点云,预处理后采用确定随机种子的RANSAC算法分割,基于最小二乘算法拟合母材平面与焊缝二次曲面,提出一种基于临域... 针对多种类结构件角焊缝特征曲面变化小,设计了一种基于线激光的角焊缝检测方法。利用机器人搭载线激光相机扫描焊缝获取点云,预处理后采用确定随机种子的RANSAC算法分割,基于最小二乘算法拟合母材平面与焊缝二次曲面,提出一种基于临域迭代均值法求取焊趾方法,计算角焊缝特征。以角焊缝工件作为实验对象,与传统结构光角焊缝检测算法对比,结果表明,该算法可以将检测进度误差控制在0.1mm以内;且重复检测偏差在±0.03mm,具有较好的准确性与稳定性。 展开更多
关键词 角焊缝 3D线激光 缺陷检测 点云分割
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面向管道焊缝渗透检测机器人的管道定位与规划方法
4
作者 李彰 欧越 +3 位作者 陈建文 徐阳 樊继壮 赵杰 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第17期7168-7176,共9页
为了实现核电设施管路的自动化焊缝检测作业,在降低人工作业安全风险的同时提高工作效率,提出了一种集喷涂、喷擦、刷涂、擦洗、环境感知和场景建模的机器人自主作业软件系统及相关算法。分析作业机器人的工作环境和功能需求,进行机械... 为了实现核电设施管路的自动化焊缝检测作业,在降低人工作业安全风险的同时提高工作效率,提出了一种集喷涂、喷擦、刷涂、擦洗、环境感知和场景建模的机器人自主作业软件系统及相关算法。分析作业机器人的工作环境和功能需求,进行机械臂和感知模块的选型,制定三维建模和参数辨识方案,搭建焊缝检测作业系统;提出了一种基于机器人感知到的视觉和深度信息进行场景建模的算法,该算法可以输出检测关到作业面的位置、三维模型以及作业区域范围;提出了一种基于三维重构模型和作业区域范围进行作业轨迹规划的算法,并搭建了仿真平台验证运动轨迹的正确性;开展了管道定位与三维重构实验以及轨迹规划实验,实验的结果证明,提出的管道定位方法能够实现精确的点云数据采集和高精度的管道参数辨识,机械臂能够实现准确性高、连续性好的运动,满足管道焊缝检测作业的要求。 展开更多
关键词 焊缝检测 三维点云 表面建模 运动规划
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基于点云的曲线焊缝识别方法研究
5
作者 王传玺 《现代机械》 2024年第2期89-92,共4页
三维曲线焊缝是焊接工艺中较为常见的一种焊缝,其具有复杂多变和曲线不规则等特点,使得对其识别难度大、精度低。针对自动化焊接过程中的三维曲线焊缝提出了一种基于点云的识别方法,该方法具有效率高、识别精度高、应用范围广以及可靠... 三维曲线焊缝是焊接工艺中较为常见的一种焊缝,其具有复杂多变和曲线不规则等特点,使得对其识别难度大、精度低。针对自动化焊接过程中的三维曲线焊缝提出了一种基于点云的识别方法,该方法具有效率高、识别精度高、应用范围广以及可靠性强等优点。其原理是通过使用三维面结构光扫描仪获取工件表面的原始点云数据,通过使用PCL点云库进行降采样、分割、边界提取和曲线拟合等,实现焊缝边界的精确的提取,并拟合出焊枪末端的实际运行轨迹。 展开更多
关键词 曲面焊缝 点云 特征提取 曲线拟合
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基于3D视觉的风电塔筒焊缝检测系统设计 被引量：4
6
作者 肖苏华 乔明娟 +4 位作者 赖南英 罗文斌 刘普京 曹应斌 王志勇 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期122-130,共9页
为满足风电机组塔筒行业对焊缝外观质量缺陷检测高效性、精确性的需求,采用3D机器视觉技术研制了基于风电塔筒焊缝外观质量缺陷检测系统。首先,通过点云滤波、点云分割、点云精简对采集的点云数据进行预处理,确保后期缺陷评判的准确性;... 为满足风电机组塔筒行业对焊缝外观质量缺陷检测高效性、精确性的需求,采用3D机器视觉技术研制了基于风电塔筒焊缝外观质量缺陷检测系统。首先,通过点云滤波、点云分割、点云精简对采集的点云数据进行预处理,确保后期缺陷评判的准确性;其次,对三维数据进行轮廓切片化处理以及断点拟合处理,得到轮廓特性;再次,采用递归粗提取改进算法提取特征点,进行缺陷评判,获得焊缝外观缺陷检测结果;最后,根据系统焊缝缺陷评判流程及标准,选取典型的焊缝样板进行焊缝宽度、焊缝错边以及焊缝直线度测试,焊缝检测精度可达0.001 mm,速度为当前人工检测速度的3倍,检测结果表明,系统具备高准确性、高速度和高精度特性,能代替人工检测,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 机器视觉 风电塔筒 焊缝检测 高精密运动 点云处理
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管道全位置焊缝三维测量研究 被引量：2
7
作者 胡曦 余震 刘海生 《石油机械》 北大核心 2021年第9期129-136,共8页
为实现焊缝尺寸在线测量,提出一种基于双目视觉的管道全位置焊缝三维测量方法。先采用平面模板法对所设计的双目系统进行标定,然后采集焊缝图像并进行极线校正。通过构建与像素点灰度值、灰度值梯度以及邻域的平滑性相关的能量代价函数... 为实现焊缝尺寸在线测量,提出一种基于双目视觉的管道全位置焊缝三维测量方法。先采用平面模板法对所设计的双目系统进行标定,然后采集焊缝图像并进行极线校正。通过构建与像素点灰度值、灰度值梯度以及邻域的平滑性相关的能量代价函数进行立体匹配,获得连续平滑的焊缝视差图,结合三角测量法计算三维坐标重构出焊缝点云。定义了焊缝宽度、余高计算方法,针对管道全位置焊缝,将其分为8个区间,分别重构点云并提取特征点坐标,三维测量各区间焊缝余高和宽度,然后结合贪婪算法重构出的焊缝三维模型进行分析。研究结果表明,管道全位置焊缝三维测量方法的测量误差在0.2 mm以内,且测得平焊缝余高较小,立焊缝宽度较窄,而仰焊缝焊道较凸,余高较大,能实现焊缝尺寸的在线测量。研究结果可为管道焊缝的全位置测量提供一定的指导。 展开更多
关键词 双目视觉 视差图 焊缝点云 全位置焊缝 三维测量
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基于面结构光的焊缝坡口特征提取
8
作者 余明岭 龚烨飞 +3 位作者 刘霞 刘继承 谷心浩 谢雨欣 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第12期17-20,共4页
针对机器人视觉导引定位焊缝坡口特征应用需求,提出了一种基于面结构光视觉传感器扫描与点云切片投影的坡口特征提取方法。首先,使用面结构光视觉传感器对焊接工件进行扫描,以获得焊缝坡口点云数据;其次,通过点云数据的最小有向包围盒... 针对机器人视觉导引定位焊缝坡口特征应用需求,提出了一种基于面结构光视觉传感器扫描与点云切片投影的坡口特征提取方法。首先,使用面结构光视觉传感器对焊接工件进行扫描,以获得焊缝坡口点云数据;其次,通过点云数据的最小有向包围盒得到等间距排列的切平面,将平面内数据点由三维空间投影至二维图像;最后,通过最大距离法粗提取与拟合直线相交法精提取相结合方法获得焊缝坡口特征点。实验结果表明,该方法能够准确地提取出焊缝坡口特征,识别误差小于1.0 mm,且在成像效果不佳的工况下具有较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 面结构光 焊缝特征提取 点云切片 图像处理
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