基于模糊卡尔曼滤波的多传感器焊缝检测方法.pdf

学兔兔 俘掳 生产应用 基于模糊卡尔曼滤波的多传感器焊缝检测方法 许昌学院 电气信息工程学5~(461000) 姚 宁 摘要 建立了包含焊缝位置及其变化量的焊缝位置偏差模型，基于模糊控制理论提出了一种模糊卡尔曼滤波 算法，对系统的过程噪声和测量噪声进行在线调整，并给出了焊缝误差协方差和残差协方差的匹配方法。在此基 础上，采用多传感器数据融合技术，整合单个传感器获取的焊缝位置信息以提高焊缝检测的精度。最后，为验证所 述方法的可行性和有效性，搭建了焊缝检测平台并进行了试验验证。试验结果表明：基于模糊卡尔曼滤波的多传 感器焊缝检测方法具有较好的收敛性和较高的精确度，焊缝检测误差明显变小。 关键词： 焊缝检测 模糊卡尔曼滤波 多传感器数据融合 中图分类号： TG409 定义为加速度，即(W (k一1)，W (k一1))；若取采样 0 前 言 周期为t，那么相邻时刻焊缝位置变化满足： 焊接机器人具有高效率、高质量、可靠性高、通用 1 性强等特点而广泛应用于船舶、机械加工、核工业、航 {(k)= (k一1)+碗(k一1)+寺 W (k一1)： (1) 空航天等制造业¨J。在焊接作业过程中，移动焊接机 【Yi(k)=yf( 一1)+破( 一1)+专t ( 一1) 器人需要实时检测焊接环境并对移动机构和焊枪调整 假设系统的状态方程为： 机构做出相应的控制和调整，使机器人运动到正确焊 r 1 t 07[-Yi(k一1) 接位置_2 』。文献[4]通过工业相机获取焊缝图像，利 用图像处理技术可以识别焊缝初始焊位，进而实现焊 五(后)：1 0 1 l 0 Il (后一1) 0 0 1jl ( 一2) 接自动化，但是所述方法只适用于特定的焊缝起始焊 ]●●●●J ￡ l 0 位。文献[5]建立双目立体视觉系统，可获取焊缝的全 + Qr __J 0 O 1]， ●●_-1 局图像，并通过相应的图像处理和立体匹配技术获得 … ( 0 2 ． - 焊缝的初始位置，此方法适用于中小型的钢板焊接。 ] J 表 rl ； 示 文献[6—8]基于线结构光视觉传感技术