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一種基于機器視覺技術(shù)的智能噴涂方法及系統(tǒng)與流程

文檔序號:12604451閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種基于機器視覺技術(shù)的智能噴涂方法,其特征在于,包括以下步驟:

S1,獲取噴涂件的不同方位的點云數(shù)據(jù);

S2,對所述噴涂件的不同方位的點云數(shù)據(jù)做合成處理,得到噴涂件的三維模型;

S3,基于所述噴涂件的三維模型,依據(jù)三維模型的表面特征,采用預(yù)定方式計算出噴涂區(qū)域的噴涂路徑和噴涂時噴槍的朝向;

S4,控制機器人到指定位置,按照噴涂區(qū)域生成的噴涂路徑以及噴涂時噴槍的朝向,對噴涂件的噴涂區(qū)域進行走槍噴涂。

2.如權(quán)利要求1所述的基于機器視覺技術(shù)的智能噴涂方法,其特征在于,所述步驟S1具體包括:

利用多個深度相機對噴涂件的不同方位進行拍攝獲取噴涂件的不同方位的點云數(shù)據(jù),其中,一部深度相機對應(yīng)拍攝噴涂件一個方位的點云數(shù)據(jù)。

3.如權(quán)利要求2所述的基于機器視覺技術(shù)的智能噴涂方法,其特征在于,所述步驟S1之前還包括:

S0、預(yù)設(shè)多個相機拍攝噴涂件的位置,借助于標(biāo)定板,運用視覺算法庫,通過計算棋盤格在圖像平面中角點的圖像二維坐標(biāo),通過小孔成像原理,建立各相機坐標(biāo)之間以及各相機坐標(biāo)與世界坐標(biāo)之間的映射關(guān)系。

4.如權(quán)利要求3所述的基于機器視覺技術(shù)的智能噴涂方法,其特征在于,所述步驟S0具體包括:

設(shè)計一個棋盤格立方體,將棋盤格立方體的體中心定義為世界坐標(biāo)系原點;

每兩個相鄰相機稱為一組相機對,獲取每對相機的公共視野區(qū)里棋盤長方體的一部分棋盤格表面圖像;

根據(jù)所述棋盤格表面圖像并運用OpenCV庫標(biāo)定算法計算角點的圖像二維坐標(biāo);

根據(jù)所述圖像二維坐標(biāo)運用OpenKinect庫中算法計算出3D點云組對坐標(biāo)數(shù)據(jù);

根據(jù)兩兩3D點云組對坐標(biāo)數(shù)據(jù),運用PCL庫中的SVD算法計算兩兩組對之間的外參變換矩陣;

優(yōu)化各相機外參矩陣得到以參考相機為參考的各組外參變換矩陣,得到各個相機之間在空間中的三維位置關(guān)系。

5.如權(quán)利要求4所述的基于機器視覺技術(shù)的智能噴涂方法,其特征在于,所述步驟S2具體包括:

選擇多個相機中的一個相機的角度信息作為參考位置坐標(biāo),通過標(biāo)定獲取到的相機之間的兩兩變換關(guān)系,將各個相機拍攝到的噴涂件不同方位的點云數(shù)據(jù)通過變換統(tǒng)一到所述參考位置坐標(biāo),最終變換到世界坐標(biāo)系中;

將變換到了世界坐標(biāo)系中的各點云數(shù)據(jù)進行合成,進而獲取到噴涂件的三維模型。

6.如權(quán)利要求5所述的基于機器視覺技術(shù)的智能噴涂方法,其特征在于,所述步驟S3具體包括:

S31,基于噴涂件的三維模型,將噴涂區(qū)域的點云數(shù)據(jù)進行三角面片重構(gòu),形成噴涂區(qū)域表面;

S32,根據(jù)噴涂區(qū)域的表面曲率和面積大小,計算出噴涂區(qū)域表面的所需噴涂控制點的三圍位置和各個噴涂控制點相對于噴涂表面的法線;

S33,將所有噴涂控制點以接近工人人工噴涂的形式連接起來形成噴涂路徑,其中,每一個噴涂控制點為噴槍噴涂時的走位,法線方向為噴槍噴涂時的朝向。

7.一種基于機器視覺技術(shù)的智能噴涂系統(tǒng),其特征在于,包括:

點云數(shù)據(jù)獲取模塊,用于獲取噴涂件的不同方位的點云數(shù)據(jù);

合成處理模塊,用于對所述噴涂件的不同方位的點云數(shù)據(jù)做合成處理,得到噴涂件的三維模型;

噴涂路徑計算模塊,用于基于所述噴涂件的三維模型,依據(jù)三維模型的表面特征,采用預(yù)定方式計算出噴涂區(qū)域的噴涂路徑和噴涂時噴槍的朝向;

噴涂控制模塊,用于控制機器人到指定位置,按照噴涂區(qū)域生成的噴涂路徑以及噴涂時噴槍的朝向,對噴涂件的噴涂區(qū)域進行走槍噴涂。

8.如權(quán)利要求7所述的基于機器視覺技術(shù)的智能噴涂系統(tǒng),其特征在于,所述點云數(shù)據(jù)獲取模塊具體用于:

利用多個深度相機對噴涂件的不同方位進行拍攝獲取噴涂件的不同方位的點云數(shù)據(jù),其中,一部深度相機對應(yīng)拍攝噴涂件一個方位的點云數(shù)據(jù)。

9.如權(quán)利要求8所述的基于機器視覺技術(shù)的智能噴涂系統(tǒng),其特征在于,還包括:

相機參數(shù)標(biāo)定模塊,用于預(yù)設(shè)多個相機拍攝噴涂件的位置,借助于標(biāo)定板,運用視覺算法庫,通過計算棋盤格在圖像平面中角點的圖像二維坐標(biāo),通過小孔成像原理,建立各相機坐標(biāo)之間以及各相機坐標(biāo)與世界坐標(biāo)之間的映射關(guān)系。

10.如權(quán)利要求9所述的基于機器視覺技術(shù)的智能噴涂系統(tǒng),其特征在于,所述合成處理模塊具體用于:

選擇多個相機中的一個相機的角度信息作為參考位置坐標(biāo),通過標(biāo)定獲取到的相機之間的兩兩變換關(guān)系,將各個相機拍攝到的噴涂件不同方位的點云數(shù)據(jù)通過變換統(tǒng)一到所述參考位置坐標(biāo),最終變換到世界坐標(biāo)系中,將變換到了世界坐標(biāo)系中的各點云數(shù)據(jù)進行合成,進而獲取到噴涂件的三維模型。

11.如權(quán)利要求10所述的基于機器視覺技術(shù)的智能噴涂系統(tǒng),其特征在于,所述噴涂路徑計算模塊具體包括:

三角面片重構(gòu)模塊,用于基于噴涂件的三維模型,將噴涂區(qū)域的點云數(shù)據(jù)進行三角面片重構(gòu),形成噴涂區(qū)域表面;

控制點確定模塊,用于根據(jù)噴涂區(qū)域的表面曲率和面積大小,確定噴涂區(qū)域表面的噴涂控制點的位置和個數(shù),以及各個噴涂控制點的噴槍朝向;

路徑生成模塊,用于將所有噴涂控制點串起來形成一條噴涂路徑,且計算出每一個噴涂控制點相對于噴涂路徑的曲率以及法線方向,其中,每一個控制噴涂點相對于噴涂路徑的曲率為噴槍噴涂時的走向,法線方向為噴槍噴涂時的朝向。

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