[發明專利]一種視覺定位系統

在審

• 申請號: 202110151405.5
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112964176A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 劉堅;陳兵;陳圣峰;蘇重陽
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/24
• 代理公司: 北京思睿峰知識產權代理有限公司 11396
• 代理人: 謝建云;趙愛軍

本發明公開了一種視覺定位系統，包括：支架；結構光設備，安裝于所述支架，適于生成結構光，將結構光投射至待焊接的工件表面；圖像采集裝置，安裝于所述支架，包括兩個相機以及與相機連接的鏡頭，兩個相機及鏡頭對稱布置在結構光設備的兩側，適于采集工件表面的焊縫圖像；計算設備，與所述相機相連，適于獲取所述焊縫圖像，基于焊縫圖像確定焊縫位置信息，以便基于焊縫位置信息對工件進行焊接。本發明的視覺定位系統，提高了焊縫提取和焊縫定位的效率和精度。

技術領域

本發明涉及智能焊接技術領域，尤其涉及一種用于智能焊接的視覺定位系統。

背景技術

目前對工件焊接大多是通過人工焊接。人工焊接不僅效率低、產能有限，而且，工人技術水平、工作狀態和工作經驗均會影響焊接質量，導致成品質量參差不齊。因此，發展自動化焊接技術和智能化焊接技術對于提高焊接品質、提升焊接效率、降低勞動成本具有重要意義。

自動化焊接、智能化焊接的關鍵技術是對焊縫的自主識別和跟蹤。目前，應用于焊縫識別和跟蹤領域的方法包括視覺傳感、激光傳感、超聲傳感和電流傳感等。其中，視覺傳感以其高效率、高擴展性、大檢測范圍和優異兼容性等優點廣泛應用于自動化焊接和智能化焊接領域。

現有技術中，基于視覺傳感的焊縫提取和跟蹤目前存在的共性問題是：環境因素對焊縫提取影響大，環境光、焊接對象材質和工件腐蝕程度對焊縫提取的精度和算法魯棒性存在不同程度的影響；抗弧光干擾性低，焊接過程由于弧光不穩定和焊接飛濺均對焊縫提取具有較大的干擾；焊縫提取精度高度依賴視覺系統的加工精度，視覺系統的加工精度和視覺系統與焊接系統安裝精度均對焊縫測量結果有較大影響，并且在工程使用中維護復雜。

為此，需要提供一種視覺定位系統，以解決上述技術方案中存在的問題。

發明內容

為此，本發明提供了一種視覺定位系統，以解決或至少緩解上面存在的問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種視覺定位系統，包括：支架；結構光設備，安裝于所述支架，適于生成結構光，將結構光投射至待焊接的工件表面；圖像采集裝置，安裝于所述支架，包括兩個相機以及與相機連接的鏡頭，兩個相機及鏡頭對稱布置在結構光設備的兩側，適于采集工件表面的焊縫圖像；計算設備，與所述相機相連，適于獲取所述焊縫圖像，基于焊縫圖像確定焊縫位置信息，以便基于焊縫位置信息對工件進行焊接。

可選地，在根據本發明的視覺定位系統中，所述圖像采集裝置還包括：與每個鏡頭連接的濾光片，所述濾光片適于過濾焊接弧光。

可選地，在根據本發明的視覺定位系統中，所述結構光設備包括：激光器，適于發射激光；光學透鏡，安裝于所述激光器的端部，所述光學透鏡包括多個光柵片，所述激光器發射的激光在經過所述光學透鏡后形成所述結構光。

可選地，在根據本發明的視覺定位系統中，所述結構光設備還包括：第一安裝板，與所述支架連接，所述第一安裝板上開設有弧形凹槽；抱緊夾具，與所述弧形凹槽連接，適于固定所述激光器。

可選地，在根據本發明的視覺定位系統中，所述支架包括兩個側板，所述側板上設有橫向的第一腰孔；所述第一安裝板與所述側板上的第一腰孔連接。

可選地，在根據本發明的視覺定位系統中，所述兩個相機呈預定夾角布置；所述兩個相機的對稱軸與所述激光器的軸心線在同一平面上。

可選地，在根據本發明的視覺定位系統中，所述相機通過第二安裝板與支架連接，所述第二安裝板上設有縱向的第二腰孔；所述相機與第二腰孔連接。

可選地，在根據本發明的視覺定位系統中，所述濾光片是紅色濾光片，適于通過波長為630nm的紅色激光。

可選地，在根據本發明的視覺定位系統中，所述激光器適于發射波長為630nm的紅色激光。

可選地，在根據本發明的視覺定位系統中，所述光學透鏡包括3～5個光柵片。