基于视觉焊接三维重建技术研究现状.pdf

· 综述与展望 - 王克鸿，等 ·基于视觉的焊接三维重建技术研究现状 基于视觉的焊接三维重建技术研究现状 王克鸿，杨嘉佳，孙科 (南京理工大学 材料科学与工程学院，江苏 南京 210094) 摘 要：焊接技术是工业生产不可或缺的工艺技术手段，传统焊前制定工艺、焊后品质检测的品质 控制方法已经不能满足高效高质精密焊接的需求。利用光学传感器对熔池、工件、接缝等 目标特征 进行传感，通过三维重建方法获得 目标的三维尺寸和形状，有利于提取焊接过程的品质信息并实现 在线调整和机器人遥控焊接。文章分析了单 目视觉、双 目视觉和多目视觉三维重建方法，归纳了国 内外焊接领域三维重建研究应用现状，重点针对弧焊特别是气体保护焊，综述了结构光、阴影恢复法 和双 目立体法三种焊接接缝坡 口和熔池三维重建的研究现状，并分析了焊接领域中三维重建研究存 在的问题，提出了完善重建方法、提高重建准确度和效率是今后研究的重点。 关键词 ：智能化焊接；视觉；三维重建；接缝 ；熔池 中图分类号：TG40 文献标志码 ：A 文章编号：1671．5276(2013)01—0001．05 Thel searchStatusofVisual-BasedThree-Dimensional ReconstructionTechnologyinW elding WANGKe．hong．YANGJia-jia．SUNKe (DepartmentofMaterialScienceandEngineering，NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China) Abstract：Theweldingtechnologyisanindispensableprocesstechnologyofindustrialproduction．Traditionalweldingqualitycontrol method，whichconsistsofmakingprocessbeforeweldinganddetectingtheweldjointafterwelding，cannotmeetthedemandof high—qualiytandprecisionwelding．Byusingopticalsensors，theimageofweldpool，weldmentandweldseam canbecaptured, thecharactersofthetargetscanbeextractedbyimageprocessingalgorithm ，finallytherealsizeandshapeofthetargetscanbeex— tractedbythree—dimensionalreconstructionalgorithm，whichisbeneficialtoextractionofweldingqualiytinformation，on—lineadjust- mentofweldingprocessanddevelopmentofremoterobotwelding．Inthispaper，thecommonthree—dimensionalmethods，whichis themonocularvision，binocularvisionandmulti—view stereovisiontmethodswerefirstlyanalyzed，andthentheoverview ofthree— dimensionalresearchesinwelding，especiallyingasmetalarcwelding(GMAW)process，wassummarized．Thethree—dimensional reconstructionstatusofweldgroove，weldseam andweldpoolinGMAW wassummadzedinwhichtheStructured—Lightm~hod， theShap