焊缝轨迹跟踪激光视觉伺服控制系统

摘要

本文主要介绍了焊缝轨迹跟踪视觉伺服控制系统，包括系统软硬件构成，焊缝视觉识别方法，焊缝跟踪视觉控制方法及实验结果。以嵌入式工控机为核心，以激光图像传感器为主要部件，建立了用于V型坡口和多层多道焊焊缝跟踪的硬件系统，通过该硬件系统配合用VisualC++自主开发的图像处理和控制软件最终实现对焊缝的跟踪。在总结常用的焊缝图像处理方法的基础上，通过对传统的焊缝图像边缘检测方法进行说明和比较，提出了焊缝图像识别的新算法并开发了其处理软件，通过实验证明了该软件的可行性，实现了对V型坡口、搭接、角接、对接和多层多道焊缝的识别。研究了经典PID控制和模糊控制以及两者相结合的控制方法，开发了一套适用于V型坡口和多层多道焊焊缝跟踪的控制软件。通过该软件可以实现对处理前和处理后的焊缝图像进行显示监控，处理后得到的焊缝信息通过Fuzzy-PID控制器，经过输出处理最终实现对焊缝的跟踪。通过实验对焊缝跟踪视觉伺服控制系统进行了验证，说明了该系统的可行性。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1、课题研究背景及意义

1.1.1、课题研究的背景

1.1.2、课题研究的意义

1.2、计算机视觉系统

1.3、计算机视觉伺服控制

1.3.1、计算机视觉伺服控制的分类

1.3.2、计算机视觉伺服控制系统的发展与现状

1.3.3、计算机视觉伺服控制系统在焊接中的应用与趋势

1.4、论文的中心内容

第二章焊缝跟踪视觉伺服控制系统构成

2.1、系统构成及工作原理

2.1.1、系统的硬件构成

2.1.2、系统的工作原理

2.2、视觉传感系统

2.2.1、视觉传感系统的分类

2.2.2、激光图像传感器

2.2.3、图像采集卡

2.3、系统接口与驱动

2.3.1、输入输出系统

2.3.2、PCLD885继电器板

第三章焊缝激光视觉识别方法

3.1、常用的边缘检测方法

3.2、基于小波变换的多尺度边缘检测

3.3、典型焊缝类型的视觉识别

3.3.1、V型坡口的焊缝识别

3.3.2、角接焊缝的识别

3.3.3、对接焊缝的识别

3.3.4、搭接焊缝的识别

3.3.5、多层多道焊缝的识别

3.4、焊缝识别软件

3.4.1、焊缝识别软件的界面介绍

3.4.2、焊缝识别软件的设计原理

3.5、焊缝识别软件的实验验证

第四章控制器的设计和系统软件实现

4.1、利用传递函数建立系统模型

4.2、控制方法的选择及仿真

4.2.1、PID控制器

4.2.2、带有自调整因子的模糊控制器

4.2.3、Fuzzy-PID复合控制器

4.3、焊缝轨迹跟踪控制软件

4.3.1、软件的开发思路

4.3.2、界面的介绍

4.3.3、参数的设定

4.4、焊缝跟踪控制软件的实验验证

第五章结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢