[发明专利]一种基于激光视觉传感的大型构件三维构形拼接方法

权利要求书

1.一种基于激光视觉传感的大型构件三维构形拼接方法，其特征在于它是按照以下步骤进行的：

步骤一:测量型面轮廓前，先对激光视觉传感器进行标定，将计算机二维像素图像重新还原成地球坐标；

步骤二:将激光视觉传感器与运动系统刚性固定，保证传感器在运动过程中始终处于常用工作区间内；

步骤三:建立激光视觉传感器与PC控制机之间的通讯，设定传感器参数，设定运动系统参数；

步骤四:由图像扫描单元扫描待测工件型面轮廓图像，每次扫描得到一组512个像素点的阵列，横坐标范围为0～511，纵坐标范围为0～1023，点阵列按横坐标依次排列即为该次扫描得到的型面轮廓二维图像；

步骤五:对图像采集卡采集到的型面轮廓图像进行滤波处理；

步骤六:对滤波处理后的激光条纹重合段采用最小二乘法进行拼接处理，具体实施步骤如下：

(1)选择拼接重合率λ，并由λ确定拼接段的横坐标范围I，其中，λ取0～20％；

(2)按照公式(1)计算出平方损失函数Δy′_i；

Δy′_i＝∑_x∈I(y′_i，x-y′_i+1，x)²＝∑_x∈I(Δk_ix+Δb_i)² (1)

其中，y′_i，x和y′_i+1，x分别为第i和第i+1段轮廓的重合点的坐标，Δk_i和Δb_i分别为第i次拼接的旋转系数和平移系数；

将Δy′_i视为一个函数采用最小二乘法求解，由和使得Δy′_i数值最小，然后按照公式(1)求得第i次拼接的旋转系数Δk_i和平移系数Δb_i；

(3)利用第i次拼接的旋转系数Δk_i和第i次拼接的平移系数Δb_i对i+1段轮廓进行调整：以前一条激光条纹为基准，根据第i次拼接的旋转系数Δk_i和第i次拼接的平移系数Δb_i对后一段激光条纹进行平移、旋转处理，并将其拼接到前一段激光条纹上；

(4)重复步骤(3)，直至拼接完成，算法结束；所述的常用工作区间的工作范围为130mm～210mm。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光视觉传感的大型构件三维构形拼接方法，其特征在于滤波处理是采用滤波算法进行的，所述的滤波算法为均值滤波、中值滤波、汉明滤波、二次滤波或钟形滤波。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光视觉传感的大型构件三维构形拼接方法，其特征在于激光视觉传感器为线状激光传感器。

4.根据权利要求3所述的一种基于激光视觉传感的大型构件三维构形拼接方法，其特征在于线状激光传感器为扫描式激光视觉传感器或结构光视觉传感器。

5.根据权利要求1所述的一种基于激光视觉传感的大型构件三维构形拼接方法，其特征在于运动系统为坐标机器人系统、多关节机器人系统或CNC系统。