[发明专利]一种膜式水冷壁自动化制备过程中特征识别方法

权利要求书

1.一种膜式水冷壁自动化制备过程中特征识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、使用机器人新建一个工件坐标系，记作Wobj1，从左到右钢管分别记作P1，P2…Pn，坐标系Y正方向为延膜式壁钢管轴线向上方向，坐标系X方向为延膜式壁表面水平向右方向；

步骤2、生成膜式壁拍摄点路径，控制机器人抓取3D相机，升降台从下往上运动，机器人运动到指定拍摄点C1、C2、C3…Cm后，设备静止后进行拍摄，软件记录拍摄点坐标和拍摄点云信息；

步骤3、经过步骤2，完成P1，P2管区域的所有点云信息采集；

步骤4、计算分析出每张照片中膜式壁管-板尺寸和位置信息；

步骤5、根据识别出的模型参数，对每张照片中的工件进行焊缝路径规划，计算出该路径下的焊枪姿态和工艺参数，最后将路径从上到下进行拼接处理，生成若干条完整的从上到下的堆焊路径；

步骤6、将路径和工艺参数转换为机器人控制代码，控制机器人完成膜式壁P1区域的堆焊工作；

步骤7、将拍摄区域沿X方向向右平移1根管的间距，重复步骤2到步骤5，拍摄出P1和P2区域，对P1已经堆焊区域进行焊缝表面特征识别，找出异常区域；

步骤8、重复步骤2到步骤7，即可完成P2，P3…Pn所有区域的堆焊生成工作；

所述步骤1的坐标系原点距离膜式壁下方边100mm，位于膜式壁最左侧两根钢管之间；

所述步骤4具体为：

步骤41、对相机拍摄的点云进行降采样处理和滤波操作；

步骤42、完成降采样、滤波处理后，进行离群点剔除处理；

步骤43、将点云点坐标由相机坐标系转换为工件坐标系Wobj1，完成点云预处理工作；

步骤44、从预处理后的点云中使用RANSAC算法从点云中提取出圆柱面的点，并计算出圆柱半径和轴线，得出圆柱参数；

步骤45、提取圆柱面后剩余的点云为扁钢区域，再次使用RANSAC算法进行平面提取，计算出平面方程，平面使用法线式表示(Nx，Ny，Nz，d)，Nx，Ny，Nz为平面的法线方向，d为平面到原点的距离，得出扁钢平面参数；

步骤46、通过圆柱参数和扁钢平面参数，新建一个坐标系，记作Wobj_std，该坐标系原点与Wobj1重合，Y轴正方向为圆柱轴线向上的方向，Z轴正方向为扁钢法线方向；

步骤47、将点云坐标转换为坐标系Wobj_std，完成膜式壁特征识别和位置参数识别。

2.如权利要求1所述的一种膜式水冷壁自动化制备过程中特征识别方法，其特征在于，所述步骤41在不改变点云局部特征的条件下降低点云密度，使用1mm*1mm*1mm的体素栅格进行滤波操作。

3.如权利要求1所述的一种膜式水冷壁自动化制备过程中特征识别方法，其特征在于，所述步骤44中轴线使用点法式表示，其中x，y，z为轴线经过空间点，Nx，Ny，Nz为法线方向。