[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

说明书

本发明公开了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，采用粗扫描‑精扫描的分级机器人自主扫描方式，在机器人基于激光雷达完成粗扫描获得全局点云图像后，基于该全局点云图像进一步做出机器人分区域精确扫描的路径规划，从而使机器人能够通过末端的扫描仪自主完成对工件的粗略扫描和各区域局部精确扫描，从而实现工件扫描的自动化和智能化，能够提高扫描效率和扫描精度。

技术领域

本发明属于机器人自主测量领域，更具体地，涉及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。

背景技术

近年来，随着机器人技术的快速发展，工业机器人以其自动化、智能化和高灵活性等特点越来越多的应用于机械加工制造领域中，尤其对于磨抛加工领域。而对于磨抛而言，需要对磨抛件有较为精准的三维模型。目前常采用的是由人工扫描得到扫描件的全貌点云，然而人工扫描的方式，尤其是对大型工件进行扫描时，存在过程繁琐、效率低、出错率高等缺点。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了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，由此解决现有的人工扫描方法存在过程繁琐、效率低等技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了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；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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，所述扫描仪的扫描路径为：按行扫描或按列扫描。

优选地，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。

优选地，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。