[发明专利]基于结构光三维测量系统的工件装配方法

说明书

本发明提供一种基于结构光三维测量系统的工件装配方法，在根据本发明的基于结构光三维测量系统的工件装配方法中，待装配工件上的连接孔的分布点云P1为连接件在待装配工件上的理论装配位置，锪窝的分布点云P3为连接件在待装配工件上的实际装配位置，根据连接孔的分布点云P1与对应位置的锪窝的分布点云P3之间的位置转换矩阵H将连接孔的位置与锪窝的位置对应，即是将理论装配位置和实际装配位置对应，从而将待装配工件上的理论装配位置的连接件类型投影到实际装配位置上，提高了连接件装配到待装配工件上的连接孔的装配效率并减少发生错误的可能性。

技术领域

本发明涉及结构光三维测量系统，尤其涉及一种基于结构光三维测量系统的工件装配方法。

背景技术

目前大型复杂结构的组装仍旧主要依赖工人查阅设计图纸与装配手册进行安装。因此工人们在装配过程中，需要反复查看装配手册，寻找待装配工件上的每个连接孔对应的连接件型号，因此导致现有的装配过程十分繁琐枯燥，时间成本高。而且在工人查阅手册过程中，可能发生错误，将错误的连接件装配在连接孔里，造成待装配工件不可恢复的损伤，使得装配质量下降。

为解决装配过程中工人反复查阅设计图纸导致的装配过程繁琐、耗时长、易发生错误的问题，需要提出一种可以直接将连接件型号投影到待装配工件上的所需装配的位置的工件装配方法。

发明内容

鉴于现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于结构光三维测量系统的工件装配方法，该方法能提高装配效率并减少发生错误的可能性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于结构光三维测量系统的工件装配方法，包括步骤：

S1：搭建包括相机、投影仪、支架以及计算机的结构光三维测量系统，相机与投影仪均固定于支架上，使得相机与投影仪的相对位置固定；

S2：利用计算机导入待装配工件的三维模型，根据待装配工件的三维模型得到待装配工件上的所有连接孔的连接孔信息，待装配工件上共有N_h个连接孔，将各连接孔的连接孔信息转化为各连接孔的分布点云P1，其中各连接孔的连接孔信息包括各连接孔的三维坐标和各连接孔对应的连接件型号，则各连接孔的分布点云P1包括各连接孔的三维坐标和各连接孔对应的连接件型号；

S3：利用结构光三维测量系统基于N_P步相移法测量原理得到与步骤S2中的待装配工件上的连接孔对应的在结构光三维测量系统中的所有锪窝的三维点云P2，其中所有锪窝的三维点云P2包括所有锪窝的三维坐标，共有N_g个锪窝，其中，N_g≤N_h；

S4：根据步骤S3中得到的待装配工件上的所有锪窝的三维点云P2，利用点云聚类提取算法，对所有锪窝的三维点云P2，将属于同一锪窝的点归为一组，并计算各锪窝的点云的重心坐标，从而得到待装配工件上的N_g个锪窝的分布点云P3，N_g个锪窝的分布点云P3包括N_g个锪窝的重心坐标；

S5：对待装配工件上的各连接孔的分布点云P1，配准对应位置的锪窝的分布点云P3，获得N_h个连接孔的分布点云P1与对应位置的锪窝的分布点云P3之间的位置转换矩阵H；

S6：根据步骤S2中得到的N_h个连接孔的分布点云P1、步骤S4中得到的N_g个锪窝的分布点云P3以及步骤S5中得到的N_h个连接孔的分布点云P1与对应位置的锪窝的分布点云P3之间的位置转换矩阵H，得到N_h个连接孔的分布点云P1在结构光三维测量系统中的位置坐标；

S7：根据步骤S6中得到的N_h个连接孔的分布点云P1在结构光三维测量系统中的位置坐标，将各连接孔的连接件型号信息投影给对应位置的锪窝。

本发明的有益效果如下：