本專利屬于人工智能、機器視覺、智能制造和機器人。

背景技術(shù)：

1、當前針對鞋幫面膠線的機器人軌跡生成都是采用人工機器人示教的方法提取，這些傳統(tǒng)的方法效率低，導(dǎo)致鞋型換型生產(chǎn)的時間長，通常情況下，一只鞋的軌跡提取需要人工控制機械臂逐個軌跡點示教并記錄，這種方法機器人軌跡提取時間需要一個小時，多個尺碼的換型生產(chǎn)的時間將達到數(shù)天。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決鞋幫面機器人軌跡的快速提取問題，本發(fā)明一種鞋幫面機器人軌跡自動提取方法和系統(tǒng)，主要工作原理包括：1)3d相機對鞋幫面在多個角度采集圖像，生成鞋幫面及其軌跡線的多個3d點云；2)選擇每段軌跡線的roi區(qū)域，提取鞋幫面上的軌跡線；3)將多個3d點云轉(zhuǎn)換到同一坐標系下；4)拼接多段軌跡線的3d點云生成一個完整的機器人軌跡；5)將機器人軌跡發(fā)送到機器人工作站，機器人按生成的機器人軌跡處理鞋幫面。

2、本發(fā)明的優(yōu)勢在于可以快速生成被加工鞋幫面的機器人軌跡，一只鞋的機器人軌跡提取在1分鐘以內(nèi)，機器人軌跡的精度達到0.5mm以內(nèi)，從而極大提高智能線的換型生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的質(zhì)量。

3、為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

4、本專利系統(tǒng)組成包含：系統(tǒng)組成包含：1)3d相機及其多角度拍攝機構(gòu)；2)軌跡提取計算機；3)機器人工作站，其中軌跡提取計算機通過網(wǎng)絡(luò)連接3d相機和機器人工作站。

5、所述3d相機及其多角度拍攝機構(gòu)的3d點云采集方法，是圍繞鞋幫面四個位置對鞋幫面上預(yù)先畫的膠線進行采集，進而生成機器人軌跡；較佳地，為保證提取機器人軌跡的精度，減少機構(gòu)運動的誤差帶來對軌跡精度的影響，在鞋幫面四周部署固定的四臺相機；

6、較佳地，為了降低成本，可以采用一臺3d相機，通過設(shè)計精密的旋轉(zhuǎn)運動機構(gòu)，帶動一個3d相機到四個拍照位置，采集鞋幫面的3d點云。

7、更進一步對于四個位置采集的四個點云的拼接，較佳地，將四臺相機的相機坐標統(tǒng)一轉(zhuǎn)換到機器人坐標系，事先進行手眼標定，得出四臺相機到機器人坐標系的轉(zhuǎn)換參數(shù)：xyz坐標，以及圍繞xyz軸旋轉(zhuǎn)角度；軌跡提取計算機將四個點云分別按各自相機坐標系到機器人坐標系的轉(zhuǎn)換參數(shù)轉(zhuǎn)換到機器人坐標系，進而完成機器人軌跡線3d點云的拼接，軌跡計算軟件根據(jù)規(guī)則生成一個完成的機器人軌跡；機器人軌跡由位于機器人軌跡線上的多個軌跡點組成，每個軌跡點包含：3d坐標(x，y，z)和機器人姿態(tài)(rx，ry，rz)。

8、較佳地，軌跡計算軟件根據(jù)規(guī)則是指在連續(xù)的軌跡線3d點云上等間距取機器人軌跡點；較佳地，軌跡計算軟件根據(jù)規(guī)則是指在連續(xù)的軌跡線3d點云上按鞋型膠線的特征取機器人軌跡點；較佳地，軌跡計算軟件按照鞋型的特征為每個軌跡點設(shè)定機器人的姿態(tài)。

9、所述軌跡提取計算機包含：1)與3d相機連接的通信接口控制3d相機拍照，接收3d相機采集的圖像信息；2)鞋幫面id標識傳感器，讀取鞋幫面id信息；3)軌跡計算軟件，完成鞋幫面及其軌跡線的3d點云采集、拼接和軌跡提??；4)機器人軌跡數(shù)據(jù)庫，按鞋幫面id信息存儲對應(yīng)的機器人軌跡；5)與機器人工作站連接的通信接口，將鞋幫面機器人軌跡發(fā)送給機器人工作站。

10、較佳地，鞋幫面id信息存儲對應(yīng)的機器人軌跡是指每個鞋幫面id信息包含：1)鞋型號信息；2)尺碼；3)左右標記；4)唯一編碼。

11、在機器人工作站生產(chǎn)過程中，智能線上每個鞋幫面都用一個id信息，機器人工作站讀取當前待加工鞋幫面id信息，從機器人軌跡數(shù)據(jù)庫中讀取對應(yīng)該id的機器人軌跡，然后進行加工處理。

12、較佳地，用rfid芯片存儲鞋幫面的id信息。

技術(shù)特征：

1.一種鞋幫面機器人軌跡自動提取方法和系統(tǒng)，系統(tǒng)組成包含：1)3d相機及其多角度拍攝機構(gòu)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，3d相機及其多角度拍攝機構(gòu)的3d點云采集方法至少包含：1)四臺固定位置的3d相機環(huán)繞在鞋幫面四周；2)一臺3d相機圍繞鞋幫面運動到四個固定位置；3)固定一臺相機，鞋幫面旋轉(zhuǎn)四個位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法與系統(tǒng)，其特征在于，將多個3d點云轉(zhuǎn)換到同一坐標系下以及拼接多段軌跡線的3d點云是指對3d相機在不同位置的多個相機坐標系統(tǒng)一到同一個坐標系下，并將多段軌跡線的3d點云轉(zhuǎn)換到同一坐標系下，從而完成多段軌跡線的拼接，其方法至少包含：1)多個相機坐標系統(tǒng)以標定到機器人工作站的坐標系下；2)選定一個相機的固定位置，其他多個相機的坐標系統(tǒng)一標定到這臺固定相機的坐標系下。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，選擇每段軌跡線的roi區(qū)域，提取鞋幫面上的軌跡線是指將roi區(qū)域覆蓋由3d相機采集到的在鞋幫面上事先畫的軌跡線。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，軌跡提取計算機包含：1)與3d相機連接的通信接口控制3d相機拍照，接收3d相機采集的圖像信息；2)鞋幫面id標識傳感器，讀取鞋幫面id信息；3)軌跡計算軟件，完成鞋幫面及其軌跡線的3d點云采集、拼接和機器人軌跡提??；4)機器人軌跡數(shù)據(jù)庫，按鞋幫面id信息存儲對應(yīng)的機器人軌跡；5)與機器人工作站連接的通信接口，將鞋幫面機器人軌跡發(fā)送給機器人工作站。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，按鞋幫面id信息存儲對應(yīng)的機器人軌跡是指每個鞋幫面id信息包含：1)鞋型號信息；2)尺碼；3)左右標記；4)唯一編碼。

7.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，按鞋幫面id信息以及機器人按生成的機器人軌跡處理鞋幫面是指機器人工作站讀取當前待處理的鞋幫面id信息，從機器人軌跡數(shù)據(jù)庫中讀取對應(yīng)該id的機器人軌跡。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，鞋幫面id信息的存儲載體包含：1)rfid芯片；2)二維碼圖片。

9.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，軌跡計算軟件生成機器人軌跡的方法是指在軌跡線3d點云上確定機器人軌跡點，進而生成一個完整的機器人軌跡，確定機器人軌跡點的方法包含：1)按鞋型膠線特征確定機器人軌跡點；2)等間距選軌跡點；3)為每個軌跡點設(shè)定機器人的工作姿態(tài)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種鞋幫面機器人軌跡自動提取方法和系統(tǒng)，主要工作原理包括：1)3D相機對鞋幫面在多個角度采集圖像，生成鞋幫面及其軌跡線的多個3D點云；2)選擇每段軌跡線的ROI區(qū)域，提取鞋幫面上的軌跡線；3)將多個3D點云轉(zhuǎn)換到同一坐標系下；4)拼接多段軌跡線的3D點云生成一個完整的機器人軌跡；5)將機器人軌跡發(fā)送到機器人工作站，機器人按生成的機器人軌跡處理鞋幫面；本發(fā)明的優(yōu)勢在于可以快速生成被加工鞋幫面的機器人軌跡，提高智能線的換型生產(chǎn)效率。

技術(shù)研發(fā)人員：韋衛(wèi),申平偉,劉偉華
受保護的技術(shù)使用者：深慧視（深圳）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19