本技术属于三维测量与焊缝加工技术领域,公开了一种基于线激光测量的焊缝特征识别及路径提取方法。本发明提出了一种焊缝形貌提取的全自动化方法,可实现焊缝打磨等加工步骤前的自动化测量部分,使得机器人测量焊缝位置后,能实现焊缝形貌提取、计算焊缝中心线位置从而获得加工路径,同时,通过手眼矩阵可直接指导机器人对焊缝进行加工。此外,焊缝加工前后的焊宽与余高特征也可被计算、对比。在实现焊宽、余高计算后,可进一步针对加工参数进行计算,整个方法为焊缝自动化加工提供技术支持。
背景技术
随着智能制造数字化产业逐步推广,工业机器人在工程中应用越来越广泛。传统加工项目需使用自动化的方式迭代,例如针对焊缝打磨、焊接任务,要求机器人在任务过程中找到焊缝位置,同时,在机器人持相机拍摄后,需实现焊缝特征量计算。机器人“获得”焊缝位置,即需要得到焊缝相对于机器人基坐标系坐标,而相机测量后,仅能得到被测物体相对于相机测量原点的距离,获得的三维点云均相对于相机原点。故需实现精度足够的手眼标定实验获得手眼标定矩阵,即获得相机测量原点相对于机器人法兰盘的相对坐标。获得焊缝点云后,需提取焊缝位置、焊缝中心线,并计算焊缝焊宽与余高。在实现焊缝中心线提取后,可对焊缝进行打磨等下一步加工,根据焊宽与余高可估计焊缝加工效果。因此,研究达到精度标准的手眼标定方法与找到焊缝提取、特征计算的方法,是加工向自动化、智能化方向的大势所趋。
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:
(1)基于从焊缝二维图像获取焊缝信息的方法,由于二维图像缺失一个维度的信息,以至于难以得到焊缝的高度信息以及得到焊缝相对于机器人的相对位姿。
(2)以往通过点云直接进行焊缝提取并进行特征计算的方法,多为结合二维图像特征的方法,难以直接分析点云得出焊缝特征。
(3)以往的基于焊缝点云的处理方法,未结合机器人位姿实现焊缝提取,不能直接得到提取焊缝相对于机器人的位置坐标,也不能结合焊缝表面获得机器人加工时的相对姿态。
解决以上问题及缺陷的难度为:
提出了一种针对点云局部几何特征的焊缝提取方法与焊缝特征量计算方法,可直接获得焊缝的三维信息;使用手眼标定方法可获得焊缝相对于机器人的相对位置,可实现焊缝的全自动化识别,为后续加工做直接准备。
实现思路