基于宏微信息融合的复杂曲面自主修焊机器人测控技术研究

针对现有技术和装备尚无法实现三峡等大型水电站水轮机叶片坑内自主修焊作业的现状，本项目在已有的间隙吸附式机器人专利技术和相关预研成果的基础上，研究并实现一种基于宏微信息融合的复杂曲面自主移动式修焊作业机器人测控技术，从而为研制具有自主知识产权、满足大型水电工程需要的水轮机叶片坑内修焊机器人装备提供理论依据和技术支撑。其主要研究内容及创新之处为：提出并实现一种融合叶片宏观视觉图像信息、曲面离散点坐标信息和机器人微观位移积分信息的X状扭曲空间曲面上作业机器人的定位方法；综合运用多帧图像纹理相关匹配、Markov场统计识别和图像拼接等方法，研究融合叶片蚀面微观特征信息、宏观定位信息和修焊工艺规范信息的作业环境地图生成技术，在此基础上构建复杂三维曲面上、自主移动式机器人的轨迹跟踪算法；基于蚀面宏观坐标、机器人宏观位姿和焊接区域微观视觉图像等信息，实现机器人自主修焊焊缝路径规划和焊矩位姿优化控制。