视觉伺服控制系统在焊接机器人中的应用研究.pdf

昌亲冒耄筹羹善:了廖≯/西南交通大学研究生学位论文视觉伺服控制系统在焊接机器人中的应用研究年级:姓名:二零零捌级一令令扬唐家凯申请学位级别:工堂砸土专业:机械制造及自动化二零壹壹年三月一苓豆豆,牛二月国际图书分类号:~。密级:公开
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学位论文作者虢两每兆指剥撇:粕枇日期:伽唬朐谝陨戏娇蚰诖颉啊西南交通大学学位论文版权使用授权书日期:.【本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复印件手段保存和汇编本学位论文。本学位论为属于槐解密后适用本授权书;用本授权书。C
Ⅵ小本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下:攵訡摄像头获得的焊缝图像,本文提出了一套新的提取焊缝中心线的方法,简化了繁琐图像处理步骤。杓屏嘶谏窬绲奈薇甓ㄊ泳跛欧刂葡低常庋扌瓒韵低辰斜甓ǎ消除了标定误差,同时也利用神经网络替代了复杂的雅克比矩阵的计算,从而简化了系统,通过软件仿真,达到了预期的效果。
摘要西南交通大学硕士研究生学位论文第焊接是制造业的基础,在制造业中有二分之一以上的产品的连接是通过焊接来实现的。未来焊接发展的趋势是焊接自动化、机器人化及智能化,而传感技术是这一发展中最重要的部分。焊接传感器按其使用目的可分为测量和检测操作环境、检测和监控焊接过程两大类。在传感原理方面,主要分为声学、力学、电弧、光学传感等。本文设计了用于焊缝跟踪的视觉伺服控制系统,利用泳醮ǜ衅鞑杉龅耐枷瘢芯砍隽艘惶完整的图像处理算法,包括图像滤波、图像分割、边缘检测、直线拟合,最终有效的提取出焊缝的中心线位置信息,同时也满足实时性的要求。由于焊接过程是一个多参数相互耦合的时变非线性系统,有许多因素影响焊缝成形的质量,由于其显著的随机性,用数学模型来精确的描述它非常困难,所以以前的一些线性控制方法,在不同程度上存在对经验依赖性大、适应性差等缺点。因此,在焊接过程控制中引入智能控制方法是非常有效的途径。本文分析了基于图像的机器人视觉伺服的基本原理,使用神经网络来确定达到指定位姿所需要的关节角度,将视觉信息直接融入伺服过程达到准确跟踪焊缝的目的,在保证伺服精度的情况下大大简化了控制算法,并且消除了系统标定误差对运动精度的影响,另外,本文利用建立了神经网络控制器,结果证明神经网络控制器可以替代基于图像雅克比矩阵的控制器完成伺服控制。关键词:机器视觉;图像处理;神经网络;视觉伺服
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第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯视觉伺服控制系统概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.机器视觉的应用及发展趋势⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⒄骨魇啤图像处理技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯人工神经网络⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯课题研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第二章工业机器人运动系统分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..工业机器人运动空间⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.第三章焊缝图像采集及预处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..视觉传感技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图像对比度增强⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..第四章焊缝图像处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图像分割处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图像边缘检测方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.
⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第五章视觉伺服控制系统设计⋯⋯