[发明专利]基于三维视觉的柱面圆弧焊缝打磨轨迹生成方法及装置

说明书

本发明涉及基于三维视觉的柱面圆弧焊缝打磨轨迹生成方法，包括以下：去除环境和工作台信息，提取目标工件点云信息，并进行降噪处理；拟合圆柱面并对圆柱面点进行去除，拿到焊缝信息；基于焊缝信息拟合空间圆弧；基于空间圆弧获得等间隔的打磨轨迹点位信息和对应的空间姿态法相信息，得到初始的打磨轨迹；基于初始打磨轨迹求取最优机器人反解，关节空间下固定第六轴，得到最终打磨轨迹点。本发明能够实现高精度高效率的机器人智能打磨焊缝，能够避免因为人工打磨而产生的一系列问题。

技术领域

本发明涉及机器人视觉定位技术领域，尤其涉及基于三维视觉的柱面圆弧焊缝打磨轨迹生成方法及装置。

背景技术

焊接技术在企业生产中被广泛应用，焊接完成后的焊缝为满足板件在尺寸、平整度以及美观性方面的要求，有时需要进行打磨处理。由于焊缝打磨过程中所需的控制因素要求较多，场景复杂多变而，利用机器人打磨很难实现精度要求，所以现如今焊缝打磨过程基本都是通过人力解决。

通过人力解决的话一方面打磨过程中产生的噪音、粉尘、有害气体、火花等会影响到作业人员的身心健康。打磨过程通常比较消耗体力，使用的工具一般都在高速运转，如果使用过程中不小心，会对身体造成一定程度的物理伤害；另一方面成本相对也较高，且标准化程度难以统一。

发明内容

本发明的目的是为了至少解决现有技术的不足之一，提供基于三维视觉的柱面圆弧焊缝打磨轨迹生成方法及装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案，

具体的，提出基于三维视觉的柱面圆弧焊缝打磨轨迹生成方法，包括以下：

获取待加工工件位置的第一点云信息；

对所述第一点云信息进行预处理得到降噪后的目标工件点云信息；

对降噪后的目标工件点云信息进行拟合并提取焊缝信息，对所述焊缝信息进行拟合得到空间圆；

对所述空间圆进行拟合，得到初始的打磨轨迹；

基于初始的打磨轨迹求取最优机器人反解，并于关节空间下固定第六轴，得到最终打磨轨迹点。

进一步，具体的，降噪后的所述目标工件点云信息通过以下方式获取，

通过直通滤波的方式去除所述第一点云信息中的环境信息；

利用高斯滤波进行降噪处理；

对降噪后的点云信息识别并去除其中的工作台平面所对应的点云信息，则剩余的点云即为降噪后的目标工件点云信息。

进一步，具体的，对降噪后的目标工件点云信息进行拟合并提取焊缝信息，对所述焊缝信息进行拟合得到空间圆，包括以下，

对降噪后的目标工件点云信息进行拟合得到由部分点云形成的空间圆柱体以及其他点云，去除落在空间圆柱体上的所有点云，则剩下的点云即为焊缝点簇circle_P，再通过最小二乘的原理对所述焊缝点簇circle_P进行拟合得到空间圆，获得空间圆参数：半径circle_r、圆心circle_c、垂直圆弧所在平面单位向量circle_n。

进一步，具体的，对所述空间圆进行拟合，得到初始的打磨轨迹，包括以下，

S410、空间圆的参数方程可以表如下，

p＝c+r*cos(θ)*a+r*sin(θ)*b(θ∈(-π,π])

其中，a为空间圆所在平面上的一单位向量，b为单位向量b＝N×a，p为空间圆上的点，r为空间圆半径，θ为cp和a所成角度，N为与圆所在平面垂直的单位向量；

S420、排序焊缝点簇circle_P中的点，确定弧度θ取值：