[实用新型]一种基于双目视觉的自动焊烟捕集装置

说明书

本实用新型公开了一种基于双目视觉的自动焊烟捕集装置，包括双目视觉装置、吸烟管、机械手臂和计算机，双目视觉装置用于图像采集并传输给计算机，计算机控制机械手臂将吸烟管移动至目标位置；采用了过滤片对环境光和噪声进行了抑制，并通过程序运算，提高了视觉系统的信噪比；通过自动尺寸选择，使用单片机与滑台自动控制右相机的位置，增强了焊烟捕集装置对不同工位、不同环境、不同距离的适应能力；使用超声波距离测量和陀螺仪姿态测量，提高了视觉系统的准确性和稳定性。

技术领域

本实用新型涉及双目视觉领域，特别涉及一种基于双目视觉的自动焊烟捕集装置。

背景技术

双目视觉空间定位技术是基于计算机视觉发展起来的一项重要的非接触式三维测量技术，即由不同位置的两台相机拍摄同一场景，通过计算空间点在两幅图像中的视差，获得该点的三维坐标位置。双目视觉空间定位技术具有测量速度快、实时性好、结构简单、系统稳定等优点，在生产生活中已经有了广泛的应用。现有的双目设备中在测量过程中无法自动改变基距，但是在深度方向的定位和计算精度都与基线距离成反比，所以，固定基距的双目测距无法适应复杂多变的现场。

城市环保产业是当今世界的朝阳产业，20世纪90年代以来，世界各国越来越重视环境问题，大力推广清洁生产技术，环保产品和服务的市场规模越来越大，智能清洁或环保机器人获得了前所未有的关注和支持。在机械加工车间电焊作业会产生很大的烟雾，已经严重影响到了员工的身体健康和周围的环境。但是，目前，应用在焊接车间的清洁焊烟的机器人非常少，而且智能化水平低、工作效率不高，不能取得很好的清洁和环保作用。

实用新型内容

针对以上现有技术存在的缺陷，本实用新型的主要目的在于克服现有技术的不足之处，公开了一种基于双目视觉的自动焊烟捕集装置，包括双目视觉装置、吸烟管、机械手臂和计算机，所述双目视觉装置用于图像采集并传输给所述计算机，所述计算机控制所述机械手臂将所述吸烟管移动至目标位置；

所述双目视觉装置包括立杆、壳体、滤光片、左相机和右相机，所述壳体内设置用于安装所述左相机和所述右相机的安装腔，所述滤光片设置在所述安装腔的开口处，所述右相机固定设置在所述安装腔内，所述左相机水平滑动的设置在所述安装腔内。

进一步地，所述左相机通过滑台滑动设置在所述安装腔内。

进一步地，所述左相机和所述右相机为Cognex工业相机，型号为In-SightDigital CCD 800-5715-1。

进一步地，还包括超声波测距传感器和挡板，所述壳体侧壁上开设与所述安装腔连通的第一滑槽，所述超声波测距传感器设置在所述第一滑槽的一端，所述挡板延伸设置连接杆，所述连接杆穿过所述第一滑槽与所述左相机连接，并且所述挡板与所述超声波测距传感器齐平且相对设置。

进一步地，还包括陀螺仪，所述陀螺仪设置在所述左相机上。

6.一种基于双目视觉的自动焊烟捕集方法，包括以下步骤：

S1：对左右两个相机进行标定，建立相机模型的坐标系，求得相机模型中图像坐标系与世界坐标系的转换关系；

S2：通过左右相机进行图像采集，并且对采集的图像进行处理；

S3：对左相机拍摄的图像进行焊点检测；

S4：对左、右图像进行立体匹配，获得视差矩阵，并利用视差原理获取深度图，计算出三维空间坐标；

S5：计算机根据坐标控制机械手臂移动，通过吸烟管对焊烟进行收集。

进一步地，步骤S1中，通过超声波测距传感器采集左右相机的距离关系，表现为3×1的平移向量；通过陀螺仪采集左相机相对于初始安装位置在x、y、z方向的角度变量，表现为3×3旋转矩阵；并计算出调整后的旋转矩阵和调整后的平移向量：