对机器人的运动状态控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及焊接技术领域，具体涉及一种对机器人的运动状态控制方法及装置，该机器人用于对焊缝进行检测，该机器人上安装有摄像头和两个结构光投射器，两个结构光投射器相对于摄像头呈对称设置。当两个结构光投射器将激光投射至焊缝表面时，控制摄像头采集焊缝图像，进而对该焊缝图像进行分析得到机器人前端距离该焊缝的距离值和角度信息。进一步地，对角度信息进行滤波，获取滤波后的角度信息中小于动态阈值的角度信息为目标角度信息，并根据目标角度信息和距离值计算得到设置于机器人的第一电机的第一电机控制量和第二电机的第二电机控制量，使得机器人根据第一电机控制量和第二电机控制量调节运动姿态以对焊缝进行检测。

Motion State Control Method and Device for Robot

The invention relates to the field of welding technology, in particular to a control method and device for the motion state of a robot, which is used to detect welds. A camera and two structured light projectors are installed on the robot, and the two structured light projectors are symmetrically arranged relative to the camera. When two structured light projectors project the laser onto the weld surface, the camera is controlled to capture the weld image, and then the distance and angle information of the robot's front end to the weld are obtained by analyzing the weld image. Further, the angle information is filtered to obtain the angle information which is less than the dynamic threshold after filtering. According to the angle information and distance value of the target, the first motor control quantity and the second motor control quantity of the first motor set on the robot are calculated to make the machine. According to the first motor control quantity and the second motor control quantity, the human adjusts the motion posture to detect the weld seam.

【技术实现步骤摘要】
对机器人的运动状态控制方法及装置
本专利技术涉及焊接
，具体而言，涉及一种对机器人的运动状态控制方法及装置。
技术介绍
在无损检测机器人对焊缝检测过程中，有利用磁性贴条与摄像头结合进行焊缝跟踪检测，此种方法的优点在于摄像头获取的前端信息稳定，控制系统采用传统PID即可满足实际工程需求。为了提高焊缝检测机器人的智能化程度，采用结构光投射器与摄像头组合方式识别跟踪焊缝，此种方案前端信息存在诸多不稳定因素，如焊缝表面反光、凹凸不平、生锈等均会影响检测结果，因此需要对控制系统提出更高的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种对机器人的运动状态控制方法，以实现根据分析得到的机器人相对于焊缝的角度和距离实时调整机器人的转动角度和距离，以使得机器人能稳定跟踪焊缝，实现焊缝检测。本专利技术的另一目的在于提供一种对机器人的运动状态控制装置，以实现根据分析得到的机器人相对于焊缝的角度和距离实时调整机器人的转动角度和距离，以使得机器人能稳定跟踪焊缝，实现焊缝检测。为了实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种对机器人的运动状态控制方法，所述机器人用于对焊缝进行检测，所述机器人上安装有摄像头以及两个结构光投射器，所述两个结构光投射器相对于所述摄像头呈对称设置，所述方法包括：控制所述摄像头在所述两个结构光投射器将激光投射至所述焊缝表面时采集焊缝图像；对所述焊缝图像进行分析得到所述机器人前端距离所述焊缝的距离值和角度信息；对所述角度信息进行滤波；获取滤波后的角度信息中小于动态阈值的角度信息为目标角度信息；根据所述目标角度信息和距离值计算得到设置于所述机器人中的第一电机的第一电机控制量和第二电机的第二电机控制量；根据所述第一电机控制量第二电机控制量值控制所述机器人对焊缝进行检测。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种对机器人的运动状态控制装置，所述机器人用于对焊缝进行检测，所述机器人上安装有摄像头以及两个结构光投射器，所述两个结构光投射器相对于所述摄像头呈对称设置，所述装置包括：采集模块，用于控制所述摄像头在所述两个结构光投射器将激光投射至所述焊缝表面时采集焊缝图像；分析模块，用于对所述焊缝图像进行分析得到所述机器人前端距离所述焊缝的距离值和角度信息；滤波模块，用于对所述角度信息进行滤波；获取模块，用于获取滤波后的角度信息中小于动态阈值的角度信息为目标角度信息；计算模块，用于根据所述目标角度信息和距离值计算得到设置于所述机器人中的第一电机的第一电机控制量和第二电机的第二电机控制量；控制模块，用于根据所述第一电机控制量第二电机控制量控制所述机器人对焊缝进行检测。本专利技术实施例提供的一种对机器人的运动状态控制方法及装置，该机器人用于对焊缝进行检测，该机器人上安装有摄像头和两个结构光投射器，两个结构光投射器相对于摄像头呈对称设置。当两个结构光投射器将激光投射至焊缝表面时，控制摄像头采集焊缝图像，进而对该焊缝图像进行分析得到机器人前端距离该焊缝的距离值和角度信息。进一步地，对角度信息进行滤波，获取滤波后的角度信息中小于动态阈值的角度信息为目标角度信息，并根据目标角度信息和距离值计算得到设置于机器人的第一电机的第一电机控制量和第二电机的第二电机控制量，使得机器人根据第一电机控制量第二电机控制量调节运动姿态以对焊缝进行检测。由此可见，本方案中，通过对分析得到的角度信息进行进一步处理，以调节机器人的运动姿态，使得机器人能更稳定地跟踪焊缝，保证了对焊缝检测的准确性。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了本专利技术实施例提供的一种对机器人的运动状态控制方法的流程示意图。图2示出了本专利技术实施例提供的一种应用场景示意图。图3示出了本专利技术实施例提供的一种对焊缝图像分析示意图。图4示出了本专利技术实施例提供的一种Angle_Kp参数模糊控制规则表。图5示出了本专利技术实施例提供的一种Angle_Kd参数模糊控制规则表。图6示出了本专利技术实施例提供的一种Dis_Kp参数模糊控制规则表。图7示出了本专利技术实施例提供的一种Dis_Kd参数模糊控制规则表。图8示出了本专利技术实施例提供的一种对机器人的运动状态控制装置的功能模块示意图。图示：100-对机器人的运动状态控制装置；110-采集模块；120-分析模块；130-滤波模块；140-获取模块；150-计算模块；160-控制模块。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。目前可通过结构光投射器和摄像头共同作用对焊缝图像进行检测，该机器人可对焊缝图像进行分析得到距离该焊缝的距离值和角度信息，若直接依据该角度信息调节机器人的运动姿态以对焊缝进行检测，则将导致检测结果不准确，其原因在于，该角度信息未经处理，仍然包含很多不确定因素。因此，本专利技术实施例提供一种对机器人的运动状态控制方法，其通过对角度信息进行进一步处理，进而该机器人可依据处理后的数据进行控制运动姿态，以对焊缝进行检测，使得检测结果更加准确。请参照图1，是本专利技术实施例提供的一种对机器人的运动状态控制方法的流程示意图，该方法包括：步骤S110，控制所述摄像头在所述两个结构光投射器将激光投射至所述焊缝表面时采集焊缝图像。具体为，请参照图2，是本专利技术实施例提供的一种应用场景示意图，在实际使用时，该机器人上设置有摄像头以及两个结构光投射器，该两个结构光投射器相对于摄像头呈对称设置。该摄像头距离该焊缝表面高度45-50mm，其视野范围约为25mm*30mm，该两个结构光投射器的距离焊缝表面的安装高度和入射角度分别为26.5mm和40度(与水平线夹角)，并距离摄像头25mm。由于该两个结构光投射器分别设置于摄像头的两侧，故在实际应用时，该位于左侧的结构光投射器发出的结构光将会在摄像头右侧平面上平行分布，该位于右侧的结构光投射器发出的结构光将会在摄像头左侧平面上平行分布，进而得到交叉平行结构光。此时，该摄像头将采集该交叉平行结构光的图像得到焊缝图像。一般情况下，一个结构光投射器将会发出5注平行光，因而，该交叉平行结构光为10注平行光的交叉图像。步骤S120，对所述焊缝图像进行分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对机器人的运动状态控制方法，所述机器人用于对焊缝进行检测，所述机器人上安装有摄像头以及两个结构光投射器，所述两个结构光投射器相对于所述摄像头呈对称设置，其特征在于，所述方法包括：控制所述摄像头在所述两个结构光投射器将激光投射至所述焊缝表面时采集焊缝图像；对所述焊缝图像进行分析得到所述机器人前端距离所述焊缝的距离值和角度信息；对所述角度信息进行滤波；获取滤波后的角度信息中小于动态阈值的角度信息为目标角度信息；根据所述目标角度信息和距离值计算得到设置于所述机器人中的第一电机的第一电机控制量和第二电机的第二电机控制量；根据所述第一电机控制量和第二电机控制量控制所述机器人对焊缝进行检测。

【技术特征摘要】
1.一种对机器人的运动状态控制方法，所述机器人用于对焊缝进行检测，所述机器人上安装有摄像头以及两个结构光投射器，所述两个结构光投射器相对于所述摄像头呈对称设置，其特征在于，所述方法包括：控制所述摄像头在所述两个结构光投射器将激光投射至所述焊缝表面时采集焊缝图像；对所述焊缝图像进行分析得到所述机器人前端距离所述焊缝的距离值和角度信息；对所述角度信息进行滤波；获取滤波后的角度信息中小于动态阈值的角度信息为目标角度信息；根据所述目标角度信息和距离值计算得到设置于所述机器人中的第一电机的第一电机控制量和第二电机的第二电机控制量；根据所述第一电机控制量和第二电机控制量控制所述机器人对焊缝进行检测。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述角度信息进行滤波的步骤包括：将所述角度信息带入预设的角度状态方程；采用卡尔曼滤波对所述角度状态方程进行迭代运算。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动态阈值的设置方式为：Threshold＝K·Angle其中，Threshold为动态阈值，K为与速度成正比例的一个值，Angle为通过实验数据获得的固定角度阈值；所述方法还包括：若滤波后的角度信息大于所述动态阈值，则所述角度信息为异常数据。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标角度信息计算得到设置于所述机器人中的第一电机的第一电机控制量和第二电机的第二电机控制量的步骤包括：计算所述目标角度信息与预设角度信息的角度差值；计算所述距离值与预设距离值的距离差值；获取第一预设公式和第二预设公式包含的目标参数；将所述目标参数、角度差值以及距离差值带入所述第一预设公式和第二预设公式计算得到所述第一电机的第一角速度和第二电机的第二角速度；根据所述第一角速度和第二角速度计算出所述第一电机控制量和第二电机控制量。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取第一预设公式和第二预设公式包含的目标参数的步骤包括：根据所述第一预设公式和第二预设公式包含的不同未知参数对应的模糊规则表对未知参数进行模糊化；采用加权平均法对模糊化后的未...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪月银，费跃农，王杰，
申请(专利权)人：深圳市神视检验有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44