团队负责人：郭文华

依托单位：西安交通大学

所在学院：机械学院

1. 项目简介

   本项目提供一种焊接应用场景下的智能视觉自适应系统，包括工业机器人、图像传感器、上位机及集成功能处理软件。在实际焊接作业中，借助图像传感器采集并处理数据得到焊缝所在位置，由上位机控制工业机器人完成焊接。这样，可以避免产生由于工件误差等带来的焊接偏差，减少了人工干预纠偏及事后补焊工序，提高了焊接效率，是未来焊接行业智能化无人化的主要趋势。

2. 关键技术

   该项目通过结合图像传感器和工业机器人完成工件的自动焊接，可大大提高焊接作业的效率与效果：

   1.焊接机器人路径自适应调整算法：通过正则表达式提取原始离线编程的焊接规划路径及其中的位置信息，调用焊接工艺库的相关数据，按照机器人运动学的知识，对原始路径修正，形成新的焊接工艺路径。

   2.焊接机器人实时控制系统算法：采用4步法，根据机器人当前的位置及所要达到的位置，及机器人运动避障的要求，实时规划机器人运动路径，并反馈路径坐标点，循环更新机器人寄存器。同时，必须在机器人示教板中写入相关循环控制算法，以实现系统的实时控制。

   3.计算机视觉检测系统算法：视觉传感器所采集的图像含有更加丰富的信息,能够为焊接系统环境识别提供更多依据。特别是边缘检测方面，图像能够提供更加全面的边缘信息。在进行图像分析与视觉定位之前，需要进行必要的图像预处理，包括白平衡处理、图像滤波去噪、以及必要的图像形态学处理等。基于图像预处理的结果，进行图像分割，从而完成焊件的边缘提取。本项目采用基于图割（Graph Cut）的图像分割方法，并结合语义分割的图像处理技术，将所获得的图像分割为具有具体语义关联的不同区域，从而能够有效得到边缘信息。在边缘信息与摄像机位姿等信息的基础上，利用双目视觉匹配技术，就可以实现对焊件的定位。

3. 市场前景及应用

   焊接自动化行业属于新兴行业，目前处于起步阶段。虽然自二十世纪九十年代以来，随着社会主义市场经济的进一步成熟，我国焊接行业有了长足发展，但焊接自动化作为一个新兴行业尚处于起步阶段，目前我国仍以传统手工焊为主，焊接自动化率仅为30%左右，同发达工业国家的80%存在较大差距，未来发展潜力巨大，前景广阔。焊接自动化是实现我国装备制造业由大到强转变的基石，是装备制造业由粗放型、作坊式的经营模式向高技术、集约型转变的重要标志。通过焊接自动化工艺技术装备，可以提高焊接加工效率和质量、降低能源和材料消耗、节约成本、减轻工人的劳动强度、改善作业环境，从而对提高企业核心竞争力，实现可持续性发展具有重要意义。

4. 四、技术成熟度

5. □概念验证 □原理样机 √工程样机 □中试 □产业化

   五、合作方式

   □联合研发 □技术入股 □转让 □授权（许可） √面议