[发明专利]基于线结构光传感器自动生成鞋底喷胶轨迹的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种鞋底喷胶轨迹的生成方法，尤其涉及一种基于线结构光扫描鞋帮底面生成喷胶轨迹的方法及系统。

背景技术

鞋底喷胶工序是机器制鞋的一道关键工艺，它在一定程度上决定了鞋子的质量。传统的鞋底喷胶工艺一般都采用手工或手工半自动化操作，生产效率低，喷胶性能无法得到有效保证，且黏胶剂挥发出来的有毒性气体严重威胁操作工人的身体健康。

实现鞋底喷胶工艺的自动化关键在于喷胶轨迹的自动生成。现有的轨迹生成方法大多数采用机器示教的方法，效率低，精度难以保证，操作复杂，对工人的技能要求比较高，因此这种机器示教的方法无法满足鞋底喷胶工艺实现自动化的所提出的要求。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于线结构光传感器自动生成鞋底喷胶轨迹的方法及系统，它利用线结构光扫描鞋帮底面获得鞋帮底面的点云数据，并根据获得的点云数据生成喷胶轨迹。

本发明采用的技术方案是：

1.一种基于线结构光传感器自动生成鞋底喷胶轨迹的方法：

首先利用线结构光传感器连续扫描鞋帮底面，获得鞋帮底面的三维点云数据，然后根据喷胶参数自动生成喷胶轨迹，该方法包括下列步骤：

1)利用线结构光传感器扫描鞋帮底面：

电机驱动水平轨道上的移动平台运动，带动线激光和摄像机一起移动，线激光照射到鞋帮底面，并有摄像机采集鞋帮底面图像；

2)分析图像，获得鞋帮底面的三维点云数据：

提取图像中的激光光条中心，并根据线结构光的三维检测原理计算光条中心的三维坐标，最终得到鞋帮底面的三维点云数据；

3)根据上述得到的三维点云数据自动生成所需的喷胶轨迹：

首先根据所述的三维点云数据自动生成鞋帮底面的轮廓线，然后根据设定的喷胶工艺参数自动生成喷胶轨迹；

4)保存喷胶轨迹数据。

2.一种基于线结构光传感器自动生成鞋底喷胶轨迹的系统：

鞋楦固定在实验平台，摄像机和线激光安装在移动平台，摄像机和线激光两者之间无相对运动，电机驱动移动平台运动，带动线激光连续扫描鞋楦鞋帮底面模型，摄像机采集图像经图像采集卡接入PC机，PC机通过运动控制卡控制电机。

本发明具有的有益效果是：

本发明只需要一个线激光，一个摄像机和一个扫描装置既可生成喷胶工艺所需的轨迹曲线。具有自动化程度高，柔性好，操作简单，易于维护，运行可靠等优点；与机器示教方法相比，轨迹精度高，效率大为增加；对操作人员的技能要求低，降低了工人的劳动强度，提高了制鞋生产率。

附图说明

图1是本发明系统的整体系统框架图。

图2是本发明的线结构光扫描鞋帮底面示意图。

图3是本发明的轨迹生成的流程图。，

图4是本发明中应用的线结构光三维检测模型图。

图中：1、鞋楦，2、线激光，3、移动平台，4、摄像机，5、电机。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明是将鞋楦1固定在实验平台，摄像机4和线激光2安装在移动平台3，摄像机4和线激光2两者之间无相对运动，电机5驱动移动平台3运动，带动线激光2连续扫描套在鞋楦1上的鞋帮底面，摄像机4采集图像经图像采集卡接入PC机，PC机通过运动控制卡控制电机5。

所述的图像采集卡为PXC-200L系列或相近产品。

所述的运动控制卡为GT-400-SG系列及相近产品。

如图1所示，本发明包括两部分：硬件部分和软件部分。硬件部分主要包括图像采集卡、摄像机、运动控制卡、电机、线激光和计算机；软件部分包括运动控制，图像处理和轨迹生成程序。图2所示的是根据线结构光检测原理构建的线结构光扫描鞋帮底面的实验装置。鞋楦1固定在实验平台，摄像机4和线激光2安装在移动平台3，两者之间无相对运动。当电机5驱动移动平台运动时，线激光连续扫描鞋帮底面，同时由摄像机采集图像。然后，分析图像，计算鞋帮底面的三维点云数据，进而生成鞋帮底面的轮廓线，最后根据喷胶工艺参数自动生成轨迹曲线。轨迹的生成流程如图3所示。

用于本发明的软件主要包括运动控制、图像处理和轨迹生成三部分。

运动控制程序负责控制电机的运动和获取移动平台的相对位置。

图像处理的具体步骤如下：

1)图像滤波，使用中值滤波算法对原始图像进行滤波，去除图像中大部分的椒盐噪声；

2)图像分割，用灰度级阈值化分割算法获得图像中的激光光条边缘的像素点；

3)激光光条中心点的坐标计算，按列扫描滤波后的图像，用灰度重心法计算光条中心点坐标。