一种智能机器人涂胶质量检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智能机器人涂胶质量检测系统及方法，检测系统包括双目立体定位装置，该模块由双目立体摄像机、光源、滤光片构成，主要用于涂胶之前的涂胶位置的定位；涂胶机器人装置，包括计算机控制系统、胶枪调节装置和胶枪、微型计算机，负责响应于双目立体模块所采集的信息而定位的涂胶位置；激光扫描组件，包括激光传感器和激光扫描仪，与双目立体定位装置和涂胶机器人装置进行通信，负责在涂胶前后分别进行三维点云建模，使用抽样特征点进行计算，获取涂胶过程中关键参数。本发明专利技术通过将机器视觉技术与机器人技术相结合，使机器人具有环境感知能力，提高产品涂胶表面处理的生产效率和生产质量。

【技术实现步骤摘要】
一种智能机器人涂胶质量检测系统及方法
本专利技术设计属于机器人涂胶领域，具体涉及到一种智能机器人涂胶质量检测系统及方法。
技术介绍
随着智能机器人技术的进一步普及与应用，工业机器人被应用到工业化进程的方方面面，诸如涂胶、焊接、搬运等。胶接材料的表面处理是整个胶接过程中最重要的工序之一，也是胶接成功与失败的关键。由于复杂的作业环境以及高精密的准确性以及稳定性，表面质量甚至直接取决于涂胶质量。涂胶机器人的优势在于能广泛应用于各类密封胶的涂胶需求，随着电子及控制技术的发展，自动涂胶设备逐步从简单的涂胶机演变为智能涂胶机器人系统。对于涂胶工艺来说，涂胶厚度和均匀性是非常关键的质量参数，它直接影响到后续工艺的质量，从而影响产品的性能、成品率及可靠性等。当前的涂胶技术或者涂胶机器人技术仍有无法解决的问题，如涂胶厚度不均、涂胶均匀性差、涂胶位置定位不准确等问题。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种智能机器人涂胶质量检测系统及方法，本专利技术通过将机器视觉技术与机器人技术相结合，使机器人具有环境感知能力，将机器人路径规划技术与视觉测量技术相结合，提高国防领域产品涂胶表面处理的生产效率和生产质量。为实现上述目的，本专利技术是根据以下技术方案实现的：根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种涂胶机器人涂胶质量检测系统，其特征在于，包括：双目立体定位装置(1)，所述双目立体定位装置(1)包含双目相机(11)、光源(12)，通过支架进行固定所述双目相机(11)和所述光源(12)，所述双目相机(11)用于对胶枪图像进行清晰拍摄；涂胶机器人装置(2)，所述双目立体定位装置(1)安装于所述涂胶机器人装置(2)的末端，所述涂胶机器人装置(2)与所述双目立体定位装置(1)电性连接，所述涂胶机器人装置(2)响应于所述双目立体定位装置(1)采集的参数并通过机器人路径规划算法进行动作；激光扫描组件(3)，所述激光扫描组件(3)分别与所述双目立体定位装置(1)和所述涂胶机器人装置(2)电性连接，所述激光扫描组件(3)将检测到的参数反馈至所述双目立体定位装置(1)和所述涂胶机器人装置(2)，通过所述支架进行固定所述激光扫描组件(3)。上述技术方案中，所述涂胶机器人装置(2)包括机器人控制系统(21)、胶枪与胶枪调节装置(22)、微型计算机(23)，其中，通过微型计算机(23)对机器人控制系统(21)的运动路径监测进而控制胶枪与胶枪调节装置(22)。上述技术方案中，所述的激光扫描组件(3)包括激光传感器(31)与激光扫描装置(32)，其中，通过调节激光传感器(31)与激光扫描装置(32)使得视角相交。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供一种涂胶机器人涂胶质量检测方法，根据上述的检测系统实现的，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：对涂胶机器人装置(2)、双目立体视觉模块(1)、激光扫描组件(3)进行标定；步骤S2：通过双目摄像机对输入图像进行采集和预处理操作并且对目标图像进行目标亚像素级边缘检测以及特征点抓取与坐标获取以实现目标定位，并对涂胶机器人进行初步的路径规划；步骤S3：涂胶之前，利用激光扫描组件(3)对涂胶表面进行扫描，并选取基准点，构建表面轮廓，同时根据生成点的坐标集合进行进一步细化的机器人路径规划；步骤S4：涂胶完成后进行二次扫描，生成由目标特征点构成的三位点云模型，根据统计学原理得出抽样的涂胶图像的特征点三维坐标；根据涂胶参数设定涂胶质量的评价体系，该评价体系用于对涂胶质量进行实时监测，当超出所给定阈值时，进行报警操作并自动进行定位；步骤S5：使用两次扫描点云坐标对涂胶前后两次扫描所获取的特征点坐标进行代数运算，得出包括胶厚、均匀度的关键参数；步骤S6:将涂胶前后所获取的涂胶路径坐标信息发送到所述的涂胶机器人装置(2)；步骤S7：所述双目立体定位装置(1)和所述涂胶机器人装置(2)根据反馈的涂胶实时信息进行实时调整。上述技术方案中，所述涂胶机器人装置(2)包括机器人控制系统(21)、胶枪与胶枪调节装置(22)、微型计算机(23)，其中，通过微型计算机监测机器人运动路径进而实现对胶枪与胶枪调节装置的控制。上述技术方案中，所述的激光扫描组件(3)包括激光传感器(31)与激光扫描装置(32)，通过调节激光传感器(31)与激光扫描装置(32)使得视角相交。相对于现有技术，本专利技术具有的有益效果是：本专利技术涂前定位：针对高精密的检测需求，通过高斯-拉普拉斯边缘检测算法与三次插值方法进行亚像素级边缘提取，以获得精确地喷涂位置；本专利技术采用手眼标定方法对机器人末端位姿进行标定，同时针对激光传感器进行激光标定，与所述的双目立体相机进行多方法融合标定，可最大程度的减小畸变；本专利技术分别在涂胶前后进行两次涂胶，并分别生成表面点云模型，且依据统计学原理对点云坐标进行处理，筛选出特征点，依据特征点对前后两次坐标进行计算，从而进行关键参数的计算。本专利技术在涂胶之前建立目标模型的标准信息库，在线实时检测，结合数据信息库中原有数据，对采集图像进行分析、处理与计算获得涂胶质量信息。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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它附图。图1为本专利技术的智能机器人涂胶质量检测方法的简要示意图；图2为卷积网络架构示意图；其中，附图标记：1-双目立体定位装置，2-涂胶机器人装置，21-机器人控制系统，22-胶枪与胶枪调节装置，23-微型计算机；3-激光扫描组件，31-激光传感器，32-激光扫描仪。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，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，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。如图1所示，本专利技术的一种涂胶机器人涂胶质量检测系统，包括：双目立体视觉定位模块(1)、涂胶机器人装置(2)以及激光扫描组件(3)。其中，双目立体定位装置(1)被安装于涂胶机器人装置(2)末端，其中所述双目立体定位装置(1)包含双目相机(11)、光源(12)，通过支架或辅助装置进行固定所述双目相机(11)和所述光源(12)，并能保持与胶枪之间的相对位置关系，且足适用与拍摄涂胶部分的深度信息并进行数据分析，其主要根据视差原理来进行目标涂胶位置的确定，以实现较为精确的定位；所述双目相机(11)用于对胶枪图像进行清晰拍摄；所述双目立体定位装置(1)仍然可通过对已涂胶位置进行取边缘特征点、中心线特征点等进行进一步定位；在该实施方案，在双目立体相机安装完成后应对双目立体相机进行标定，主要是获取双目相机获取相机的内参和外参，以减小图像畸变；并且对激光传感器进行激光标定法校正、以及对涂胶机器人末端进行位姿标定，使得相对坐标关系得到确定；准备工作完成，首先使用双目立体摄像机进行图像采集，并进行初步的图像预处理，能获取其关键的坐标信息，包含亚像素级别边缘信息、中心线拟合信息等；且于本实施方案中，信息获取成功后即可将信息发送至机器人控制系统，使之进行下一步操作。所述的实验实施方式，出于涂胶工艺的高精密本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂胶机器人涂胶质量检测系统，其特征在于，包括：双目立体定位装置(1)，所述双目立体定位装置(1)包含双目相机(11)、光源(12)，通过支架进行固定所述双目相机(11)和所述光源(12)，所述双目相机(11)用于对胶枪图像进行清晰拍摄；涂胶机器人装置(2)，所述双目立体定位装置(1)安装于所述涂胶机器人装置(2)的末端，所述涂胶机器人装置(2)与所述双目立体定位装置(1)电性连接，所述涂胶机器人装置(2)响应于所述双目立体定位装置(1)采集的参数并通过机器人路径规划算法进行动作；激光扫描组件(3)，所述激光扫描组件(3)分别与所述双目立体定位装置(1)和所述涂胶机器人装置(2)电性连接，所述激光扫描组件(3)将检测到的参数反馈至所述双目立体定位装置(1)和所述涂胶机器人装置(2)，通过所述支架进行固定所述激光扫描组件(3)。

【技术特征摘要】
1.一种涂胶机器人涂胶质量检测系统，其特征在于，包括：双目立体定位装置(1)，所述双目立体定位装置(1)包含双目相机(11)、光源(12)，通过支架进行固定所述双目相机(11)和所述光源(12)，所述双目相机(11)用于对胶枪图像进行清晰拍摄；涂胶机器人装置(2)，所述双目立体定位装置(1)安装于所述涂胶机器人装置(2)的末端，所述涂胶机器人装置(2)与所述双目立体定位装置(1)电性连接，所述涂胶机器人装置(2)响应于所述双目立体定位装置(1)采集的参数并通过机器人路径规划算法进行动作；激光扫描组件(3)，所述激光扫描组件(3)分别与所述双目立体定位装置(1)和所述涂胶机器人装置(2)电性连接，所述激光扫描组件(3)将检测到的参数反馈至所述双目立体定位装置(1)和所述涂胶机器人装置(2)，通过所述支架进行固定所述激光扫描组件(3)。2.根据权利要求1所述的一种涂胶机器人涂胶质量检测系统，其特征在于，所述涂胶机器人装置(2)包括机器人控制系统(21)、胶枪与胶枪调节装置(22)、微型计算机(23)，其中，通过微型计算机(23)对机器人控制系统(21)的运动路径监测进而控制胶枪与胶枪调节装置(22)。3.根据权利要求1所述的一种涂胶机器人涂胶质量检测系统，其特征在于，所述的激光扫描组件(3)包括激光传感器(31)与激光扫描装置(32)，其中，通过调节激光传感器(31)与激光扫描装置(32)使得视角相交。4.一种涂胶机器人涂胶质量检测方法，根据权利要求1-3任一项所述的检测系统实现的，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：对涂胶机器人...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭希娟，郭文龙，常征，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13