基于三维重构的鞋底自动涂胶方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了基于三维重构的鞋底自动涂胶方法、系统及存储介质，方法包括：确定三维扫描相机成像的几何模型；标定几何模型的线结构光面；提取线结构光面的结构光中心线；根据线结构光面和结构光中心线，对待涂胶鞋底进行三角测量；根据三角测量的结果，提取待涂胶鞋底的边界点云；根据待涂胶鞋底的边界点云，确定等间距偏置曲线；根据等间距偏置曲线，确定机器人的涂胶姿态和涂胶轨迹；根据确定的涂胶姿态和涂胶轨迹，对鞋底进行自动涂胶。本发明专利技术通过机器人实现自动涂胶，提高了涂胶稳定性，降低了人工工作量；另外，还通过确定等间距偏置曲线，能够对曲面复杂且曲面曲率变化大的女式鞋底进行自动涂胶，适用范围广，可广泛应用于制鞋技术领域。

【技术实现步骤摘要】
基于三维重构的鞋底自动涂胶方法、系统及存储介质
本专利技术涉及制鞋
，尤其是基于三维重构的鞋底自动涂胶方法、系统及存储介质。
技术介绍
随着工业技术的发展，人口红利日益减少，制鞋业面临着招工难，人工成本高，人员管理难等问题。其中，鞋底涂胶工艺基本还处于人工操作水平，人工涂胶存在效率低、质量不稳定、劳动强度大和工作环境恶劣等问题最终严重影响鞋的品质。因此鞋底自动涂胶装备成为工厂发展的必然选择。现有技术出现了一些基于三维建模的鞋底涂胶方法，主要包括以下两种：一，采用CAD技术对鞋底进行三维建模，并从中提取所需的涂胶轨迹，这类方法尽管能够大大提高工作效率，但是无法保证三维模型与实物一致，涂胶轨迹准确度无法得到保证。二，也是现在比较通用的一种方法设备，通过线结构光三维测量原理(三维重构)，重构鞋底曲面上的点云数据，这种方法有效的避免了装夹、变形对鞋帮底面涂胶轨迹采集产生影响。现有技术首先在三维模型基础上提取包围盒轮廓；然后通过曲线拟合在三维点云上分析获取一条涂胶的轨迹，工艺上需要调整胶水涂胶高度和机器人的涂胶速度加速度等，进而改变涂胶的性能；接着使用机器人应用该轨迹进行自动涂胶作业。机器人自动涂胶装备在工艺上表现出涂胶均匀，工作时间长，稳定性强等特点。尽管市面上已出现三维涂胶专有设备，但是现有技术只能针对运动鞋这类曲面平滑，曲面曲率变化小、规则的款式进行自动涂胶。而面对女鞋(尤其是高跟鞋)这类曲面复杂、曲面曲率变化大而且无规则的款式，现有技术还无法实现自动涂胶，适用范围较小。r>
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种适用范围广的基于三维重构的鞋底自动涂胶方法、系统及存储介质。第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于三维重构的鞋底自动涂胶方法，包括以下步骤：确定三维扫描相机成像的几何模型；标定几何模型的线结构光面；提取线结构光面的结构光中心线；根据线结构光面和结构光中心线，对待涂胶鞋底进行三角测量；根据三角测量的结果，提取待涂胶鞋底的边界点云；根据待涂胶鞋底的边界点云，确定等间距偏置曲线；根据等间距偏置曲线，确定机器人的涂胶姿态和涂胶轨迹；根据确定的涂胶姿态和涂胶轨迹，对鞋底进行自动涂胶。进一步，所述标定几何模型的线结构光面这一步骤，包括以下步骤：将激光线照射在标定棋盘格的表面，计算棋盘格平面上任意点的三维坐标；根据三维扫描相机成像的几何模型，确定棋盘格平面在相机坐标系下的法向量和原点坐标，进而确定标定板平面在相机坐标系下的平面方程；将激光线照射在标定棋盘格的表面，求解激光线上在相机坐标系内的空间点，得到每一张棋盘格对应于激光面上一条线的若干个空间点；对棋盘格进行位置和姿态调整，获取每一张棋盘格对应于激光面上不同线的若干个空间点；对获取的空间点进行拟合，得到激光平面，进而确定几何模型的线结构光面。进一步，所述提取线结构光面的结构光中心线这一步骤，包括以下步骤：通过高斯滤波的方法对线结构光面进行预处理；对预处理的结果进行自适应二值化处理，得到线结构光面的结构光中心线。进一步，所述根据三角测量的结果，提取待涂胶鞋底的边界点云这一步骤，包括以下步骤：通过三次B样条进行曲线拟合生成涂胶轨迹离散点；根据预设的曲线样条控制点和B样条总方程，获取曲线样条上若干个等间距点；将待涂胶鞋底的点云数据与预存的点云数据进行匹配，获取涂胶轨迹点。进一步，所述根据待涂胶鞋底的边界点云，确定等间距偏置曲线这一步骤，包括以下步骤：以预设的涂胶曲线轨迹点为球心，并以偏置距离为半径；通过欧氏距离计算法对边界点云进行筛选，得到等间距内偏置点云块；将等间距内偏置点云块作为最终涂胶轨迹点并对最终涂胶轨迹点进行涂胶偏置优化。进一步，所述根据等间距偏置曲线，确定机器人的涂胶姿态和涂胶轨迹这一步骤，包括以下步骤：将待涂胶鞋底轮廓内的点云切分为三片；通过奇异值分解原理计算平面系数；通过平面法向量确定待涂胶鞋底轮廓内的涂胶轨迹点；根据涂胶轨迹点，确定机器人的涂胶姿态。第二方面，本专利技术实施例还提供了基于三维重构的鞋底自动涂胶系统，包括：确定模块，用于确定三维扫描相机成像的几何模型；标定模块，用于标定几何模型的线结构光面；中心线提取模块，用于提取线结构光面的结构光中心线；三角测量模块，用于根据线结构光面和结构光中心线，对待涂胶鞋底进行三角测量；点云提取模块，用于根据三角测量的结果，提取待涂胶鞋底的边界点云；曲线确定模块，用于根据待涂胶鞋底的边界点云，确定等间距偏置曲线；姿态轨迹确定模块，用于根据等间距偏置曲线，确定机器人的涂胶姿态和涂胶轨迹；涂胶模块，用于根据确定的涂胶姿态和涂胶轨迹，对鞋底进行自动涂胶。第三方面，本专利技术实施例还提供了基于三维重构的鞋底自动涂胶系统，包括：至少一个处理器；至少一个存储器，用于存储至少一个程序；当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现所述的基于三维重构的鞋底自动涂胶方法。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行所述的基于三维重构的鞋底自动涂胶方法。上述本专利技术实施例中的一个或多个技术方案具有如下优点：本专利技术的实施例在实现鞋底自动涂胶的过程中，根据待涂胶鞋底的边界点云，确定等间距偏置曲线；然后根据等间距偏置曲线，确定机器人的涂胶姿态和涂胶轨迹，最后根据确定的涂胶姿态和涂胶轨迹，对鞋底进行自动涂胶；本专利技术通过机器人实现自动涂胶，提高了涂胶稳定性，降低了人工工作量；另外，本专利技术通过确定等间距偏置曲线，能够对曲面复杂且曲面曲率变化大的女式鞋底进行自动涂胶，适用范围广。附图说明图1为本专利技术实施例的整体步骤流程图；图2为本专利技术实施例的系统框架示意图；图3为本专利技术实施例的等间距偏置曲线示意图。具体实施方式下面结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作进一步解释和说明。对于本专利技术实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。为了解决现有技术中的自动涂胶技术无法适用于女鞋的问题，本专利技术提出了一种基于三维重构的鞋底自动涂胶方法、系统及存储介质。下面详细描述一种基于三维重构的鞋底自动涂胶方法的具体实施步骤，在本实施例中，待涂胶鞋底是高跟女鞋；所述待涂胶鞋底的鞋底成自由曲面，鞋底面凹凸不平且曲率变化大，鞋底轮廓边界不明显，难定义。由于女鞋种类多，材质不同，三维成像困难，如图2所示，本专利技术的基于三维重构的鞋底自动涂胶系统的整体架构包括硬件平台和软件系统。本实施例的具体实施步骤包括：S1、确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于三维重构的鞋底自动涂胶方法，其特征在于：包括以下步骤：/n确定三维扫描相机成像的几何模型；/n标定几何模型的线结构光面；/n提取线结构光面的结构光中心线；/n根据线结构光面和结构光中心线，对待涂胶鞋底进行三角测量；/n根据三角测量的结果，提取待涂胶鞋底的边界点云；/n根据待涂胶鞋底的边界点云，确定等间距偏置曲线；/n根据等间距偏置曲线，确定机器人的涂胶姿态和涂胶轨迹；/n根据确定的涂胶姿态和涂胶轨迹，对鞋底进行自动涂胶。/n

【技术特征摘要】
1.基于三维重构的鞋底自动涂胶方法，其特征在于：包括以下步骤：
确定三维扫描相机成像的几何模型；
标定几何模型的线结构光面；
提取线结构光面的结构光中心线；
根据线结构光面和结构光中心线，对待涂胶鞋底进行三角测量；
根据三角测量的结果，提取待涂胶鞋底的边界点云；
根据待涂胶鞋底的边界点云，确定等间距偏置曲线；
根据等间距偏置曲线，确定机器人的涂胶姿态和涂胶轨迹；
根据确定的涂胶姿态和涂胶轨迹，对鞋底进行自动涂胶。


2.根据权利要求1所述的基于三维重构的鞋底自动涂胶方法，其特征在于：所述标定几何模型的线结构光面这一步骤，包括以下步骤：
将激光线照射在标定棋盘格的表面，计算棋盘格平面上任意点的三维坐标；
根据三维扫描相机成像的几何模型，确定棋盘格平面在相机坐标系下的法向量和原点坐标，进而确定标定板平面在相机坐标系下的平面方程；
将激光线照射在标定棋盘格的表面，求解激光线上在相机坐标系内的空间点，得到每一张棋盘格对应于激光面上一条线的若干个空间点；
对棋盘格进行位置和姿态调整，获取每一张棋盘格对应于激光面上不同线的若干个空间点；
对获取的空间点进行拟合，得到激光平面，进而确定几何模型的线结构光面。


3.根据权利要求2所述的基于三维重构的鞋底自动涂胶方法，其特征在于：所述提取线结构光面的结构光中心线这一步骤，包括以下步骤：
通过高斯滤波的方法对线结构光面进行预处理；
对预处理的结果进行自适应二值化处理，得到线结构光面的结构光中心线。


4.根据权利要求3所述的基于三维重构的鞋底自动涂胶方法，其特征在于：所述根据三角测量的结果，提取待涂胶鞋底的边界点云这一步骤，包括以下步骤：
通过三次B样条进行曲线拟合生成涂胶轨迹离散点；
根据预设的曲线样条控制点和B样条总方程，获取曲线样条上若干个等间距点；
将待涂胶鞋底的点云数据与预存的点云数据进行匹配，获取涂胶轨迹点。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗坚铭，黄冠成，何光亮，关日钊，李威胜，彭振浩，
申请(专利权)人：佛山缔乐视觉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44