[发明专利]基于激光雷达的探伤机器人焊缝路径识别装置及方法

说明书

本发明公开一种基于激光雷达的探伤机器人焊缝路径识别装置及方法，属于无损探伤检测技术领域，包括探伤机器人，所述探伤机器人上设有焊缝路径识别模块和运动机构，所述焊缝路径识别模块包括激光雷达，所述激光雷达连接有数据分析电路和主控制器，所述激光雷达将数据传输至数据分析电路，经过数据处理、分析提取出焊缝路径信息后主控制器将路径信息向外传输至运动机构进行运动控制。利用这种激光雷达进行焊缝路径识别这种组合方式以及数据分析中的路径识别方法，能够为探伤机器人提供精准、连续的路径引导，并且整体结构简单、体积较小，方便与探伤机器人进行整合，解决了现有技术中出现的问题。

技术领域

本发明涉及一种基于激光雷达的探伤机器人焊缝路径识别装置及方法，属于无损探伤检测技术领域。

背景技术

目前自动化的磁粉探伤设备多数仍采用手动遥控的方式进行探伤机器人的控制，部分可自主运行的机器人多采用分布式测距传感器进行焊缝路径的识别，连接线材多且识别精准度差，结构复杂，成本较高，无法为机器人运动提供准确的、连续的路径引导。

在探伤机器人路径引导设计中首先要识别出焊缝的位置，根据确定的焊缝位置进行确定运动机构的行进距离，针对焊缝识别方面现有技术中缺少有效的焊缝识别定位的方法，无法精确的实现数据的分析和处理从而实现焊缝位置的定位，因此，怎样为探伤机器人提供精准、连续的路径引导和数据分析的路径识别装置和方法成为目前亟需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于激光雷达的探伤机器人焊缝路径识别装置及方法，利用激光雷达进行焊缝路径识别以及数据分析，能够为探伤机器人提供精准、连续的路径引导，解决了现有技术中出现的问题。

本发明所述的基于激光雷达的探伤机器人焊缝路径识别方法，包括以下步骤：

S1：获取激光雷达输出的原始数据，通过对原始数据处理函数进行数据处理得到激光雷达测量的距离数组；

S2：通过滤波函数进行各点距离数据的滤波，得到距离序列；

S3：通过高阶运算与焊缝位置确定函数进行焊缝位置的确定；

S4：根据步骤S3中得到的一二阶导数序列数值进行判断确定是非为焊缝特征，识别出焊缝位置；

S5：分别对一二阶导数运算各自求出位置信息，判断二者误差是否在规定范围，输出焊缝相对中心的偏移量，对焊缝的实际位置进行定位，供给探伤机器人的运动机构进行运动控制。

进一步的，步骤S1中原始数据获取具体包括以下步骤：

S11：主控制器接串口数据；

S12：根据通讯协议进行各部分数据提取；

S13：标定距离数组和空间位置；

S14：输出原始数据。

进一步的，步骤S2中滤波处理具体包括以下步骤：

S21：将步骤S1中得到的原始数据进行传入；

S22：进入定时器进行任务中断；

S23：通过Fir函数进行各点距离数据的滤波，函数如下其中y为最新的输出数据，x为输入数据，B为滤波系数；

S24：输出相应的滤波数据。

进一步的，步骤S3中高阶运算具体包括以下步骤：

S31：传入步骤S2中得到的滤波数据；

S32：对该序列相邻数据间做一阶求导和二阶求导运算，计算过程如下：

高阶数据运算如下:其中y1为一阶导数计算结果，y2为二阶导数计算结果；