激光單目視覺焊縫起始點導引技術

倪沫楠，王天琪，李金鐘，賈振威

(天津市現代機電裝備技術重點實驗室(天津工業大學)，天津300387)

焊縫起始點自動導引技術是實現智能焊接機器人自動焊接的重要前提［1－3］.大多數工業生產中應用的焊接機器人［4－5］主要采用示教－再現的工作方式，操作精度完全依賴于示教經驗，且改變待焊工件的位置需重新示教，勞動強度大，工作效率低.目前，焊接起始點自動導引技術的研究并不多見.傳統基于視覺的焊接初始位置三維信息的獲取方法主要為立體視覺的方法［6－8］，該方法是根據雙目視覺原理利用攝像機在不同位置獲得目標點的圖像，經過圖像處理、立體匹配、空間定位等過程計算目標點的三維坐標，進而控制機器人向目標點運動.而立體標定和立體匹配的算法復雜，且攝像機需要多次變換位置對目標點景物進行圖像采集，為減小相機畸變的影響，需要盡量防止目標點位于視野邊緣，操作過程較為繁瑣.近年來，采用單目視覺的焊縫起始點位置識別的研究中包含的模板匹配、角點檢測等算法停留在圖像處理的層面上［9－11］，僅檢測出了目標點在成像平面上的二維坐標，無法滿足實際焊接的要求.

針對以上問題，本文提出了一種十字激光單目視覺的兩步導引法，利用單目視覺的圖像處理技術確定目標點的二維位置信息，調整攝像機姿態使目標點位于攝像機坐標系z軸上;結合十字激光發生器，控制機器人沿攝像機坐標系z軸……