激光焊縫視覺測量系統(tǒng)研究

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1、工程碩士學位論文激光焊縫視覺測量系統(tǒng)研究孟凡玉哈爾濱理工大學2016年3月國內圖書分類號:TN9工程碩士學位論文激光焊縫視覺測量系統(tǒng)研究碩士研究生：孟凡玉導師：許景波申請學位級別：工程碩士學科、專業(yè)：光學工程所在單位：測控技術與通信工程學院答辯日期：2016年3月授予學位單位：哈爾濱理工大學ClassifiedIndex:TN9DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTheLaserWeldSeamvisualMeasuringSystemResearchCandidate：MengFanyuSupervisor：XuJingboAcade

2、micDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：OpticalEngineeringDateofOralExamination：March,2016University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈爾濱理工大學碩ｄ：學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：此處所提交的碩±學位論文《激光焊縫視覺測量系統(tǒng)研究》，是本人在導師指導下，在哈爾濱理工大學攻讀碩±學位期間獨立進行研究工作所取得的成果。據本人所知，論文中除已注明部分外不包含他人已發(fā)表或撰。寫過的研究成果對本文研究王作做出貢獻的

3、個人和集體，均已在文中Ｗ明確方式注明。本聲明的法律結果將完全由本人承擔。－作者簽名：塞化ｉ日期：２／Ｓ年？月如曰哈爾濱理工大學碩±學位論文側授權書《激光焊縫視覺測量系統(tǒng)研究》系本人在哈爾濱理工大學攻讀碩±學位期間在導師指導下完成的碩：ｔ學位論文。本論文的研究成果歸哈爾濱理工大學所。有，本論文的研究內容不得其他單位的名義發(fā)表本人完全了解哈爾濱理工大學關于保存、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向有關部口提交論文和電子。、版本，允許論文被查閱和借閱本人授權哈爾濱理工大學可＾＾采用影印縮印或其他復制手段保存論文，可公布論文的全部或部分內容。本學位論文

4、屬于保密□，在年解密后適用授權書。＾不保密〇？（請在ｔＵ上相應方框內打Ｖ）作者簽名：日親＾峰＞月沾妾／ｉｆ；導師簽名：日期：從年如＞０日激光焊縫視覺測量系統(tǒng)研究摘要焊縫自動跟蹤技術是實現(xiàn)焊接自動化的關鍵。相比傳統(tǒng)的以電磁學、聲學技術為基礎的焊接檢測方法，基于視覺的焊縫跟蹤技術因其信息量大、靈敏度高和測量精度高、抗電磁干擾強、與工件無接觸等特點備受焊縫跟蹤研究者的重視。本文分析了焊縫跟蹤技術的現(xiàn)狀，設計了以CMOS攝像頭為圖像采集單元、半導體激光器作為輔助光源、FPGA作為控制器的激光焊縫視覺測量系統(tǒng)，包括光路系統(tǒng)、圖像采集與處理系統(tǒng)。通過FPGA完成圖像的采

5、集和傳輸工作。將采集的圖像傳輸?shù)焦た貦C中，由工控機對圖像進行濾波去噪、閾值檢測和二值化等圖像處理，提取焊縫中心位置，得到焊縫的偏差量信息。1.本文在分析、研究國內外焊縫跟蹤發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，制定了基于視覺激光焊縫測量系統(tǒng)的實現(xiàn)方案，并探討了焊縫跟蹤系統(tǒng)的分類。2.對測量系統(tǒng)的光學結構進行了設計，完成了光學器件的選型。3.搭建了圖像采集的硬件電路。以FPGA作為主芯片，設計了相關外圍電路。進行了圖像采集硬件邏輯平臺的設計，分析圖像采集與顯示的資源分配，給出了圖像采集的顯示效果。4.研究了焊縫圖像識別算法。對圖像進行濾波去噪、二值化等預處理過程，通過邊界跟蹤、邊緣提取、Hough變換等方法

6、獲得焊縫特征線段，求得焊縫圖像的特征點，最后得出特征點的偏差量信息。本文對所設計的激光焊縫視覺測量系統(tǒng)進行了初步的實驗，結果表明，設計的測量系統(tǒng)結構簡單實用，能實時獲取焊縫位置的偏差量信息。關鍵詞激光焊縫；圖像處理；FPGA；邊界跟蹤-I-TheLaserWeldSeamvisualMeasuringSystemResearchAbstractWeldautomatictrackingtechnologyisthekeytorealizetheweldingautomation.Comparedwiththemethodofthetraditionalweldingdetectionb

7、asedonelectromagneticsandacousticstechnology,weldingseamtrackingtechnologybasedonvisionbecauseofthecharacteristicsoflargeamountsofinformation,highsensitivityandhighprecisionmeasurement,strongresistancetoelectromagneticinterf