[发明专利]基于全局粗略扫描成像后的机器人自动局部扫描规划方法

权利要求书

1.一种基于全局粗略扫描成像后的机器人自动局部扫描规划方法，所述机器人包括移载小车、固定在移载小车上的机械臂、通过云台设置在移载小车上的雷达和设置在机械臂末端的扫描仪；其特征在于，所述方法包括：

S1，通过雷达获取工件的初始全局点云图像；

S2，将所述初始全局点云图像划分为多个分片，计算各分片的法矢量；

S3，根据机械臂的工作空间及预设扫描距离确定机器人的停留点及在各停留点处的待扫描分片；根据预设扫描距离及待扫描分片的法矢量，确定各停留点处扫描仪的扫描路径，以对待扫描分片进行扫描，得到各分片的单幅点云图像；

S4，将所述各分片的单幅点云图像进行拼接，得到最终全局点云图像。

2.如权利要求1所述的基于全局粗略扫描成像后的机器人自动局部扫描规划方法，其特征在于，所述根据预设扫描距离及待扫描分片的法矢量，确定各停留点处扫描仪的扫描路径，具体为：

以各待扫描分片的法矢反方向为z轴正方向、以水平线为x轴、以竖直向上为y轴正方向，建立扫描仪坐标系，并根据扫描仪的预设扫描距离，确定与各待扫描分片对应的扫描仪位姿；

结合各待扫描分片的扫描仪位姿，得到扫描仪的扫描路径。

3.如权利要求2所述的基于全局粗略扫描成像后的机器人自动局部扫描规划方法，其特征在于，所述扫描仪位姿表示为：

(x_i,y_i,z_i,q_1i,q_2i,q_3i,q_4i)；

其中，(x_i,y_i,z_i)为扫描仪在扫描仪坐标系下的三维坐标，(q_1i,q_2i,q_3i,q_4i)为扫描仪的姿态四元数。

4.如权利要求2所述的基于全局粗略扫描成像后的机器人自动局部扫描规划方法，其特征在于，所述扫描仪的扫描路径为：按行扫描或按列扫描。

5.如权利要求2所述的基于全局粗略扫描成像后的机器人自动局部扫描规划方法，其特征在于，所述扫描仪的扫描路径为：按照待扫描分片的行数大小依次进行扫描，且奇数列与偶数列的扫描方向相反。

6.如权利要求1所述的基于全局粗略扫描成像后的机器人自动局部扫描规划方法，其特征在于，所述获取工件的初始全局点云图像之后，还包括：将所述初始全局点云图像由激光雷达坐标系转换至移载小车坐标系下；

所述将所述各分片的单幅点云图像进行拼接之前，还包括：

将所述各分片的单幅点云图像由扫描仪坐标系转换至移载小车坐标系下。

7.一种基于全局粗略扫描成像后的机器人自动局部扫描规划系统，所述机器人包括移载小车、固定在移载小车上的机械臂、通过云台设置在移载小车上的雷达和设置在机械臂末端的扫描仪；其特征在于，所述系统包括：

获取模块，用于通过雷达获取工件的初始全局点云图像；

处理模块，用于将所述初始全局点云图像划分为多个分片，计算各分片的法矢量；

扫描路径确定模块，用于根据机械臂的工作空间及预设扫描距离确定机器人的停留点及在各停留点处的待扫描分片；根据预设扫描距离及待扫描分片的法矢量，确定各停留点处扫描仪的扫描路径，以对待扫描分片进行扫描，得到各分片的单幅点云图像；

拼接模块，用于将所述各分片的单幅点云图像进行拼接，得到工件的最终全局点云图像。