结构光视觉辅助焊接的轨迹识别与控制技术王浩，赵小辉，徐龙哲，蒋豪，刘宇(吉林大学,长春,130025)摘要：对激光多点寻位、焊前轨迹拟合、焊缝实时跟踪的3种结构光视觉辅助焊接的轨迹识别与控制技术进行了研究.提出了适用于上述三者的以CNN模型、自适应特征提取算法、先验模型、坐标矩阵转换为核心的焊接轨迹识别流程.提出了分别对应上述三者的焊接轨迹控制模型：示教轨迹修正模型、焊前轨迹拟合模型、焊缝跟踪实时纠偏模型.结果表明，激光多点寻位、焊前轨迹拟合模式焊接时，能够在焊前高效地识别出焊接轨迹曲线，焊接轨迹与焊缝中心线基本重合；焊缝实时跟踪模式焊接时，系统能够实时矫正焊枪的偏差.文中提到的焊接轨迹识别流程与轨迹控制模型足以保证结构光视觉辅助焊接的稳定运行.创新点：(1)研发了激光多点寻位，焊前轨迹拟合及焊缝实时跟踪的3种智能化焊接模式.(2)设计了结构光视觉辅助焊接的轨迹识别流程与轨迹控制模型.关键词：结构光视觉；轨迹识别与控制；焊接中图分类号：TG409文献标识码：Adoi：10.12073/j.hjxb.202207150020序言示教-再现焊接正向着以“高质量、高效率”为核心的智能化自主化方向快速变革.数据传感必将大规模集成于实际焊接生产中，使焊接机器人具备施焊轨迹自主可控的功能.在焊接轨迹识别传感器中，基于三角成像原理的结构光视觉传感器获取的是焊缝三维坐标信息，能够完成一维、二维、三维的焊接轨迹识别与控制操作，具备柔性高精度焊接能力，是未来发展的重要走向，在焊接工程应用中，结构光视觉辅助焊接的技术模式有3种：激光多点寻位、焊前轨迹拟合与焊缝实时跟踪焊接.Zou等人[1-6]对结构光视觉辅助焊接的焊缝跟踪图像处理模块提出了能够准确提取焊缝特征点的创新性算法，比如WLCS、STC、RNN、KCF、SVM、ERFNet等，这些算法保证了实时跟踪焊接的稳定性.但是，激光多点寻位及焊前轨迹拟合的焊接方式却没有受到系统的研究，在某些焊接工程问题上，这两种技术的重要性不可忽略.文中将对结构光视觉辅助焊接的轨迹识别与控制技术进行细致的分析，提出了分别对应寻位、拟合、跟踪焊接的轨迹识别流程与轨迹控制模型，探究3种轨迹识别流程与控制模式的执行效果.1轨迹识别流程焊接轨迹识别传感器如图1所示，其中结构光视觉辅助焊接的原理为装置于焊枪前端的传感器扫描接头并根据轨迹识别流程获取焊接点，后将其传输到运动控制模型中，进而完成一系列智能化焊接操作，如图2所示.根据图2，设计的焊接轨迹识别流程如图3所示，...
