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基于被动视觉传感的焊接路径获取与轨迹规划的中期报告 一、课题背景及研究意义 近年来，焊接自动化技术在国内外得到广泛的应用和发展。对于传统的焊接加工，操作人员需手持电极进行焊接，人工操作不仅操作繁琐，效率低下，而且由于受人员技术水平和操作误差的影响，导致焊接质量难以保证。因此，自动化焊接成为现在焊接行业的一大发展趋势。 目前，自动化焊接已经被广泛应用于各种工业领域，如汽车、造船、航空航天等。其中，基于机器人的自动化焊接是焊接自动化技术的重要应用方向。机器人自动化焊接涉及的主要问题之一就是焊接轨迹规划。焊接轨迹规划是机器人自动化焊接中的核心问题，直接影响焊接质量和效率。如何对焊接轨迹进行规划，是当前机器人自动化焊接中急需解决的难题。因此，本课题基于被动视觉传感的焊接路径获取与轨迹规划成为焊接自动化领域中的重要研究方向。 二、研究内容 本课题的研究内容包括以下几个方面： （1）被动视觉传感器的选型和布置 选取合适的视觉传感器，是本课题的关键问题之一。本课题中要求传感器具有高分辨率、高灵敏度、快速响应等特点，在达到高精度控制的同时，对焊接过程不产生干扰。 （2）焊接路径的获取 本课题中需要根据被动视觉传感器获取的焊接间隙信息，通过图像处理和算法设计，实现焊接路径的自动提取。 （3）焊接轨迹规划 本课题需要根据焊接路径信息，设计相应的轨迹规划算法，将焊接路径信息转化为机器人的轨迹信息，从而实现机器人的自动化焊接。 三、研究进展 在目前的研究中，已完成如下工作： （1）选择合适的被动视觉传感器，经过多次实验对比测试，确定了一种适用于本课题的传感器。 （2）根据传感器输出的数据，建立了焊接路径的数学模型，并设计了对应的图像处理算法。 （3）根据焊接路径的数学模型，设计了基于模型预测控制的轨迹规划算法，实现了焊接路径的自动规划。 四、下一步工作计划 在后续工作中，我们将继续深入研究，完成如下工作： （1）优化算法 现有的算法仍有待于优化，本课题将针对算法中存在的问题进行改进和优化。 （2）系统集成 将焊接路径获取与轨迹规划的算法嵌入到真实机器人平台中，并进行实验验证，优化算法，完善系统性能。 （3）实验验证 根据实验数据，对算法进行优化和改进，不断提高系统的性能和可靠性。最终，实现机器人自动化焊接。 五、结论 本课题以被动视觉传感的焊接路径获取与轨迹规划为研究对象，基于图像处理和算法设计，实现了焊接路径的自动提取和轨迹规划，为机器人自动化焊接提供了技术支持。在这一方向上还有许多问题需要进一步研究，未来将继续深入研究，提高系统的性能和可靠性，不断推动焊接自动化技术的发展。