| 摘要 | 第1-8页 |
| Abstract | 第8-9页 |
| 第1章 绪论 | 第9-17页 |
| 1 ．1 课题的提出与背景 | 第9-11页 |
| 1 ．2 本课题相关研究内容的介绍 | 第11-12页 |
| 1 ．3 国内外焊缝跟踪及控制技术的研究现状与发展 | 第12-14页 |
| 1 ．3 ．1 国外的研究发展 | 第12-13页 |
| 1 ．3 ．2 国内应用情况 | 第13-14页 |
| 1 ．4 基于视觉的焊缝跟踪方法的发展历程 | 第14-15页 |
| 1 ．5 本论文的主要任务 | 第15页 |
| 1 ．6 论文章节安排 | 第15-17页 |
| 第2章 焊接机器人系统结构 | 第17-30页 |
| 2 ．1 焊接机器人机械系统结构 | 第17-18页 |
| 2 ．2 基于工控机的开放式体系结构 | 第18-19页 |
| 2 ．3 焊接机器人控制系统结构 | 第19页 |
| 2 ．4 焊接机器人的六轴运动控制卡 | 第19-20页 |
| 2 ．5 焊接机器人视觉系统结构 | 第20-23页 |
| 2 ．5 ．1 传感器设备 | 第21-22页 |
| 2 ．5 ．2 图像数字视频采集设备 | 第22-23页 |
| 2 ．6 本课题焊接机器人串口通信设计 | 第23-29页 |
| 2 ．6 ．1 工控机与单片机串口通信硬件设计 | 第23-25页 |
| 2 ．6 ．2 工控机与单片机串口通信软件设计 | 第25-29页 |
| 2 ．7 小结 | 第29-30页 |
| 第3章 视觉焊缝跟踪图像的获取 | 第30-50页 |
| 3 ．1 概述 | 第30页 |
| 3 ．2 光学视觉测量技术 | 第30-33页 |
| 3 ．2 ．1 被动式光学视觉测量技术 | 第30页 |
| 3 ．2 ．2 主动式光学视觉测量技术 | 第30-33页 |
| 3 ．3 本课题视觉跟踪测量方法的研究 | 第33-36页 |
| 3 ．3 ．1 线结构光三维视觉传感器的组成 | 第33-34页 |
| 3 ．3 ．2 线结构光三维视觉测量原理 | 第34-36页 |
| 3 ．4 线结构光传感器模型的建立及标定方法 | 第36-49页 |
| 3 ．4 ．1 成像变换及摄像机模型 | 第36-40页 |
| 3 ．4 ．2 通用摄像机模型的建立 | 第40-42页 |
| 3 ．4 ．3 理想线结构光传感器的数学模型的建立 | 第42-43页 |
| 3 ．4 ．4 本文线结构光传感器数学模型的建立 | 第43-47页 |
| 3 ．4 ．5 本文线结构光传感器内参数标定方法 | 第47-49页 |
| 3 ．5 小结 | 第49-50页 |
| 第4章 实时焊缝结构光图像处理 | 第50-70页 |
| 4 ．1 焊缝结构光图像增强 | 第50-52页 |
| 4 ．1 ．1 图像增强概述 | 第50-51页 |
| 4 ．1 ．2 图像对比度增强 | 第51-52页 |
| 4 ．2 焊缝结构光图像滤波 | 第52-54页 |
| 4 ．2 ．1 图像滤波方法分析及选择 | 第52-53页 |
| 4 ．2 ．2 中值滤波方法优化 | 第53-54页 |
| 4 ．3 焊缝结构光图像二值化处理 | 第54-56页 |
| 4 ．4 焊缝结构光图像边缘信息的检测 | 第56-63页 |
| 4 ．4 ．1 图像边缘的定义 | 第56-58页 |
| 4 ．4 ．2 模板操作 | 第58页 |
| 4 ．4 ．3 边缘检测算子的比较 | 第58-62页 |
| 4 ．4 ．4 边缘检测算子的选择 | 第62-63页 |
| 4 ．5 焊缝结构光图像直线提取 | 第63-68页 |
| 4 ．5 ．1 各种直线提取方法介绍及选择 | 第63-64页 |
| 4 ．5 ．2 Hough变换直线检测 | 第64-66页 |
| 4 ．5 ．3 Hough变换算法实现 | 第66页 |
| 4 ．5 ．4 Hough变换直线提取程序流程 | 第66-67页 |
| 4 ．5 ．4 Hough变换直线提取算法分析 | 第67页 |
| 4 ．5 ．4 Hough变换直线提取算法优化 | 第67-68页 |
| 4 ．6 焊缝结构光图像坐标的求取 | 第68页 |
| 4 ．7 图像处理软件算法流程图 | 第68-69页 |
| 4 ．8 小结 | 第69-70页 |
| 第5章 视觉焊缝跟踪的过程控制分析 | 第70-81页 |
| 5 ．1 控制过程的分析 | 第70-71页 |
| 5 ．2 控制变量的获取 | 第71-75页 |
| 5 ．2 ．1 PID算法 | 第71-72页 |
| 5 ．2 ．2 模糊控制算法 | 第72-75页 |
| 5 ．3 自调整 Fuzzy-P控制器的设计 | 第75-76页 |
| 5 ．3 ．1 自调整模糊控制规则 | 第75页 |
| 5 ．3 ．2 本系统所用的Fuzzy-P控制器设计 | 第75-76页 |
| 5 ．4 系统过程控制软件框图及实现 | 第76-78页 |
| 5 ．4 ．1 初始检测 | 第76页 |
| 5 ．4 ．2 图像采集及预处理 | 第76-77页 |
| 5 ．4 ．3 图像后处理及焊缝坐标求取 | 第77页 |
| 5 ．4 ．4 偏差检测 | 第77页 |
| 5 ．4 ．5 系统控制部分 | 第77-78页 |
| 5 ．5 实验结果分析 | 第78页 |
| 5 ．6 实验误差分析 | 第78-79页 |
| 5 ．6 ．1 视觉传感器检测的误差 | 第78页 |
| 5 ．6 ．2 图像处理过程的误差 | 第78-79页 |
| 5 ．6 ．3 跟踪控制算法的误差 | 第79页 |
| 5 ．6 ．4 执行机构产生的误差 | 第79页 |
| 5 ．7 小结 | 第79-81页 |
| 总结 | 第81-83页 |
| 参考文献 | 第83-87页 |
| 致谢 | 第87-88页 |
| 附录 A攻读学位期间所发表的学术论文目录 | 第88页 |
