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基于双目视觉的机器人水下空间焊缝跟踪系统的研究的开题报告
1.研究背景与意义：
水下焊接技术在海洋工程、船舶制造等领域具有广泛应用，但是由于水下环境的特殊性，使得水下焊接工作面临着很多难题，如焊缝跟踪问题。传统的焊缝跟踪装置只能在空气环境下工作，难以满足水下焊接的需求。因此，开发一种基于双目视觉技术的机器人水下空间焊缝跟踪系统有着重要意义。
2.研究内容与目标：
本论文旨在通过结合机器人技术和双目视觉技术，设计一种具有较高精度和稳定性的机器人水下空间焊缝跟踪系统，使焊缝在水下环境中能够被快速、准确地识别和跟踪。具体研究内容包括：
（1）搭建水下双目视觉系统，实现对焊缝的实时识别和跟踪；
（2）设计机器人水下焊接系统，实现对焊缝的自动化焊接；
（3）分析系统最优的运动轨迹，在焊接过程中保持焊枪对焊缝的准确定位，并实现对焊枪的动态控制。
3.研究方法：
（1）双目视觉技术：采用基于双目视觉的立体匹配算法，对焊缝进行三维重建和准确定位。
（2）机器人技术：采用六自由度机械臂，控制焊头的运动，实现对焊缝的自动化焊接。
（3）运动轨迹优化：采用遗传算法等数学优化算法，计算出系统最优的运动轨迹，保持焊枪对焊缝的准确定位。
4.预期成果：
（1）设计并搭建出一套具有较高精度和稳定性的机器人水下空间焊缝跟踪系统；
（2）实现对水下焊缝的自动化定位、跟踪和焊接；
（3）在实际海洋工程和船舶制造中得到应用，提高水下焊接工作的效率和质量。
5.研究难点：
（1）水下环境的复杂性和不可预测性，如水流、水质、水压等因素会对系统造成影响；
（2）机器人水下运动的控制和精度问题；
（3）双目视觉算法的实时性和准确性问题。
6.研究计划：
（1）研究前期：调研水下机器人技术和双目视觉算法，对系统的实现做出初步规划；
（2）系统搭建：搭建机器人系统和双目视觉系统，并进行功能测试；
（3）算法优化：对双目视觉算法进行优化，提高其实时性和准确性；
（4）系统集成：将机器人系统和双目视觉系统进行集成，并进行系统测试和性能优化；
（5）实验验证：在水下实验平台上进行实验验证，检验系统性能和稳定性，得到实验结果并进行数据分析；
（6）论文撰写：撰写毕业论文、PPT和答辩准备。
7.参考文献：
[1]邓志丹.基于视觉成像的机器人空间轨迹跟踪研究[D].湖南大学,2015.
[2]韩云.基于双目视觉的三维重建技术研究[D].沈阳航空航天大学,2017.
[3]邢志刚,唐文.基于双目视觉的建筑物内部硬件结构测量方法的研究[J].计算机工程与应用,2007,43(24):212-215.
[4]刘雪红,焦晓晖,钱志华,等.基于遗传算法的太阳寻迹系统运动轨迹优化[J].机器人,2015,37(1):14-19.