[发明专利]基于激光扫描的工件定位方法、装置、系统和存储介质

说明书

本发明公开了一种基于激光扫描的工件定位方法、装置、系统和存储介质，其中，基于激光扫描的工件定位方法，包括：获取待定位工件的三维点云数据，三维点云数据由激光扫描待定位工件得到，待定位工件至少包括一个具有预设形状的工作平面；基于三维点云数据通过平面拟合得到多个平面；确定待定位工件的工作平面；将工作平面的三维点云数据的三维坐标数据转换为二维坐标数据；基于二维坐标数据获取转换后的工作平面的边界参数；根据边界参数和预设形状确认工作平面的中心点的二维坐标；将二维坐标转换为工作平面的中心点的三维坐标。本发明通过将三维点云数据二维化，解决了现有技术需要确保相机与工作平面平行的技术问题，提高了工件定位的效率。

技术领域

本发明实施例涉及工件定位领域，尤其涉及一种基于激光扫描的工件定位方法、装置、系统和存储介质。

背景技术

工件的定位在机械加工制造过程中至关重要。例如当需要对工件的某些位置进行打孔或铣出凹槽时，都需要对工件进行图形中心的定位。

传统加工制造中，确定工件的图形中心常采用二维图像结合打光的方式。这种方法需要保证相机与工件的工作平面保持平行，且严重依赖打光。

发明内容

本发明提供一种基于激光扫描的工件定位方法，包括以下步骤：

获取待定位工件的三维点云数据，三维点云数据由激光扫描待定位工件得到，待定位工件至少包括一个具有预设形状的工作平面；

基于三维点云数据通过平面拟合得到多个平面；

确定待定位工件的工作平面；

将工作平面的三维点云数据的三维坐标数据转换为二维坐标数据；

基于二维坐标数据获取转换后的工作平面的边界参数；

根据边界参数和预设形状确认工作平面的中心点的二维坐标；

将二维坐标转换为工作平面的中心点的三维坐标。

进一步的，多个平面至少包括第一平面、第二平面和第三平面，通过平面拟合得到多个平面包括：

从点云数据中选择三个第一点云数据用于拟合第一平面；

从点云数据中选择三个第二点云数据用于拟合第二平面，第二点云数据不在第一平面上；

从点云数据中选择三个第三点云数据用于拟合第三平面，第三点云数据不在第一平面和第二平面上。

进一步的，将工作平面的三维点云数据的三维坐标数据转换为二维坐标数据包括：

确认工作平面的法向量的第一方向；

计算第一方向和目标平面的法向量之间的角度偏差；

根据角度偏差计算旋转矩阵；

使用旋转矩阵旋转工作平面使工作平面平行于目标平面，从而得到基于目标平面的二维坐标数据，目标平面为XY平面、XZ平面或者YZ平面。

进一步的，基于二维坐标数据获取转换后的工作平面的边界参数之前包括：

根据预设精度将旋转后的工作平面网格化。

进一步的，二维坐标数据的坐标数据包括第一维坐标和第二维坐标，基于二维坐标数据获取旋转后的工作平面的边界参数包括：

沿第一维方向进行遍历，确定各第一维坐标对应的具有最大第二维坐标值的第一网格和具有最小第二维坐标值的第二网格；

对各第一网格，遍历其内的二维坐标数据，并将具有最大第二维坐标值的二维坐标数据作为边界数据；

对各第二网格，遍历其内的二维坐标数据，将具有最大第二维坐标值的二维坐标数据作为边界数据。