[发明专利]一种基于随机自适应的焊缝路径规划无示教方法

权利要求书

1.一种基于随机自适应的焊缝路径规划无示教方法，其特征在于，包括：

S100.使用双目相机获取棋盘格图像，利用棋盘格角点坐标位置求解相机到棋盘格的距离；

S200.焊接机器人在示教模式下获取棋盘格角点的坐标位置；

S300.运用单应矩阵求解相机坐标位置与机械臂基坐标位置的坐标转换；

S400.通过相机拍摄工件焊缝取得RGB图像，并识别焊缝区域；

S500.根据采集的RGB图像，获取深度图像生成三维点云；

S600.采用三次多项式插值法，对生成的三维点云进行规划；

S700.建立点云路径搜索模型，获得点云路径的目标函数；

S800.采用随机自适应搜索算法对点云路径寻优的目标函数进行求解，并输出最优路径；

S800具体方法包括：

S801.设定初始点P,确定空间中N个点，初始化可行解X、候选集C和参数a；S801中，参数a的作用为控制适应程度，当a＝0时，对应于完全随机；当a＝1时，对应于完全适应；每次迭代过程中在一定范围内适当地改变a的大小；

S802.从初始点P起，依次计算与相邻点的距离；

S803.比较某点到相邻多点的距离，若得到较短距离，则获得本次最短路径，否则返回到S802中；

S804.逐点判断是否可以进入限制候选列表；

S805.局部搜索相邻路径；

S806.比较相邻路径的距离，若获得最短路径，将局部最优解作为全局最优解输出，否则返回到S805中；

S900.利用坐标转换生成焊缝轨迹达到无示教效果，离线编程，生成CRP指令。

2.如权利要求1所述的一种基于随机自适应的焊缝路径规划无示教方法，其特征在于，S500中，通过计算立体视觉成像设备获取深度图像，经过坐标转换生成点云数据。

3.如权利要求2所述的一种基于随机自适应的焊缝路径规划无示教方法，其特征在于，坐标转换的内外参数矩阵变换如式(1)所示：

式(1)中，u,v为图像坐标系下的任意坐标点，u₀，v₀分别为图像的中心坐标，x_w，y_w，z_w表示世界坐标系下的三维坐标点，z_c表示相机坐标的z轴值，为目标点到相机的距离，R，T分别为外参矩阵中3x3旋转矩阵和3x1平移矩阵。

4.如权利要求1所述的一种基于随机自适应的焊缝路径规划无示教方法，其特征在于，S600中，三次多项式插值函数，如式(2)所示：

P(x)＝a₁(x-x₀)³+a₂(x-x₀)²+a₃(x-x₀)+a₄

                                            (2)

式(2)中，a₁，a₂，a₃，a₄为系数，x₀为某一点的横坐标，P(x)为函数值。

5.如权利要求1所述的一种基于随机自适应的焊缝路径规划无示教方法，其特征在于，S700中，点云路径的目标函数，如式(3)所示：

式(3)中，d_i为两点间的距离，L_i为多段距离之和。

6.如权利要求1所述的一种基于随机自适应的焊缝路径规划无示教方法，其特征在于，S802中，三维空间中任意两点间的距离，如式(4)所示：

式(4)中，d_i为两点间的距离，x_i,y_i,z_i为A点空间坐标，x_i+1,y_i+1,z_i+1为B点空间坐标。

7.如权利要求1所述的一种基于随机自适应的焊缝路径规划无示教方法，其特征在于，S804中，采用动态调整法设置限制候选列表的范围大小，持续更新候选集中的空间点个数。