[发明专利]一种自适应激光投影辅助装配方法

权利要求书

1.一种自适应激光投影辅助装配方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取特征矢量数模：对目标件进行三维建模，获得其CATIA三维图形文件，选取需要投影的特征线条、圆弧、点，对其进行特征提取从而获得目标特征的矢量数模，矢量数模由离散的点矢组成，可对线条或圆弧连续特征进行离散的描述；S2：生成投影源图：建立与投影方向垂直的法向投影平面，然后对步骤S1中得到的矢量数模进行降维，获取其在投影平面上的投影，使用一个空图像作为基底，在基底上对投影点进行自动生成，最终获取投影源图像，当目标件处于理想位姿时，使用投影机对该图像进行投影，即可实现投影特征与实际特征的位置精准匹配；S3：获取完整投影源图像：对基本的投影源图进行编辑，添加特征尺寸、装配要求、文字标识和投影标识，从而得到了完整的投影源图像；S4：坐标系协同标定：首先对相机进行内外参数的标定，然后将投影机与相机通过专用支架进行连接，保证相机光轴与投影机光轴平行，并且光轴距离为可达的最近距离，并对相机坐标系和投影机坐标系进行标定；在目标件表面放置视觉定位标签，使用视觉对其进行识别，从而确定目标件的当前位姿，获取目标件与相机坐标系之间的变换关系；S5：使用步骤S4中的坐标系映射关系，对步骤S3中的完整投影源图像进行反畸变变换，获得最终的矫正后的投影图像，保证在工件的位姿变化时，无须重新标定即可直接进行投影；S6：中央控制系统将最终的投影图像送入终端工控机，工控机控制相关投影机将图像进行投影，并可在不同的装配工序中对不同的特征进行投影。

2.根据权利要求1所述的自适应激光投影辅助装配方法，其特征在于：所述线条的装配特征、圆弧的装配特征和点的装配特征的重复投影精度为±1mm。

3.一种利用权利要求1所述的自适应激光投影辅助装配方法实现装配的系统，其特征在于，包括以下组成：特征矢量数模获取单元：用于对目标件进行三维建模，获得其CATIA三维图形文件，选取需要投影的特征线条、圆弧、点，对其进行特征提取从而获得目标特征的矢量数模；生成投影源图单元：用于建立法向投影平面，对步骤S1中得到的矢量数模进行降维，获取其在投影平面上的投影，使用一个空图像作为基底，在基底上对投影点进行自动生成，最终获取投影源图像；完整投影源图像获取单元：用于编辑基本的投影源图，添加特征尺寸、装配要求、文字标识和投影标识；坐标系协同标定单元：用于标定相机内外参数，获取目标件与相机坐标系之间的变换关系；中央控制系统单元：同于将最终的投影图像送入终端工控机，工控机控制相关投影机将图像进行投影，并可在不同的装配工序中对不同的特征进行投影。

4.一种利用权利要求1所述的自适应激光投影辅助装配方法实现装配的装置，其特征在于，包括以下组成：相机：对目标件进行三维建模，获得其CATIA三维图形文件，选取需要投影的特征线条、圆弧、点，对其进行特征提取从而获得目标特征的矢量数模；投影机：用于建立法向投影平面，对步骤S1中得到的矢量数模进行降维，获取其在投影平面上的投影，使用一个空图像作为基底，在基底上对投影点进行自动生成，最终获取投影源图像；专用支架：保证相机光轴与投影机光轴平行，并且光轴距离为可达的最近距离，并对相机坐标系和投影机坐标系进行标定；工控机：控制相关投影机将图像进行投影，并可在不同的装配工序中对不同的特征进行投影；视觉定位标签：用于视觉识别，从而确定目标件的当前位姿，获取目标件与相机坐标系之间的变换关系。