[发明专利]基于模板匹配的白车身焊点3D标定方法、系统及介质

说明书

本发明公开了一种基于模板匹配的白车身焊点3D标定方法、系统及存储介质，所述方法包括：通过焊点检测与分割模型分割出焊点，并将分割出的焊点中心转换为像素坐标；使用标定法进行相机标定，利用标定结果进行相机矫正使得相机平面与机器人坐标平面平行；调整机器人使相机成像清晰且中心大致为焊点中心，记录机器人拍照位置及焊点像素位置，将焊点用矩形框裁剪出来作为模板；在相机拍摄平面，以拍照位置为原点移动机器人，拍照成像，进行模板匹配，计算焊点标定偏差；将焊点标定偏差传递给机器人，对探头检测焊点进行定标。本发明保证焊点质量检测的定位精度，鲁棒性好；保证探头检测焊点时不会过分挤压焊点，导致水膜破裂。

技术领域

本发明涉及车身焊点质量检测技术领域，尤其涉及一种基于模板匹配的白车身焊点3D标定方法、系统及存储介质。

背景技术

目前各大整车厂检测白车身焊点质量通常只是人工抽检的方式。需要手持检测探头(超声波探头或者涡流漏磁探头)对准焊点位置，然后才能得到理想信号，而影响焊点检测自动化实现的主要因素就是检测探头的定位精度不能保证。人工检测或现有定位技术在白车身焊点检测上存在的主要缺陷是：

1)车身复杂曲面较多，现有的二维定位方法，无法满足探头定位要求；现有的超声波探头虽然能够采样到超声波信号，但采集的超声波非稳态信号，容易受外界干扰；

2)现有的手眼标定技术通常使用光学棋盘玻璃板进行手眼标定，但是焊点在车身上的分布复杂，通常分布在车身板交叉处甚至有些关键焊点分布在大幅度弯曲面上，因此难以放置标定板进行手眼标定；

3)现有的双目测距当基线B(两相机之间的距离)是物距z的0.8～2.2倍时，视觉系统的测量误差低，B0.5z或者B3z，测量误差较高。车间的生产环境中空间比较狭小，放置双目相机时，基线B远小于z，测量误差较大，难以满足测距要求。

4)传统图像处理技术难以处理光污染下的图片，难以识别焊点。

超声波探伤仪检测汽车焊点，以人工方式检测时，需要手持超声波探头对焊点位置且保证与焊点表面垂直，

因此，如何提取有效实现焊点定位检测成为自动检测的一大难题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于模板匹配的白车身焊点3D标定方法、系统及存储介质，以解决复杂车身平面标定、深度方向的高精度测距、光污染下图像处理，提升焊点定位检测准确性与精度。

为实现上述目的，本发明提出一种基于模板匹配的白车身焊点3D标定方法，所述方法包括以下步骤：

通过预先训练出的焊点检测与分割模型分割出焊点，并将分割出的焊点中心转换为像素坐标，以进行焊点识别和定位焊点中心；

使用预设的标定法进行相机标定，利用标定结果进行相机矫正使得相机平面与机器人坐标平面平行；

调整机器人使相机成像清晰且中心大致为焊点中心，记录机器人拍照位置以及焊点像素位置，并将焊点用矩形框裁剪出来作为模板；

在相机拍摄平面，以所述拍照位置为原点移动机器人，拍照成像，进行模板匹配，基于模板匹配结果计算焊点标定偏差；

将所述焊点标定偏差传递给机器人，对探头检测焊点进行定标。

其中，所述在相机拍摄平面，以所述拍照位置为原点移动机器人，拍照成像，进行模板匹配，基于模板匹配结果计算焊点标定偏差的步骤包括：

在相机拍摄平面，以拍照位置为原点移动机器人，拍照成像，进行模板匹配，记录此时机器人位置和模板匹配结果；

移动机器人到其他不同位置重复上面的操作；计算出焊点平面和机器人对应平面的转换关系，得到焊点标定平面偏差。