一种焊缝三维重建方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种焊缝三维重建方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：对激光传感器捕获的焊缝图像进行图像处理，得到焊缝图像中的焊缝特征点在图像坐标系中的二维坐标；将焊缝特征点在图像坐标系中的二维坐标转换为焊缝特征点在相机坐标系中的三维坐标；根据预先标定的激光传感器到爬行机的第一旋转矩阵和第一位移矢量以及焊缝特征点在相机坐标系中的三维坐标，确定焊缝特征点在爬行机坐标系中的三维坐标；根据焊缝特征点在爬行机坐标系中的三维坐标，确定焊缝特征点在世界坐标系中的三维坐标，实现焊缝三维重建。该方法可以提高焊接工人的安全系数，及工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种焊缝三维重建方法、装置、设备及存储介质
本专利技术一般涉及三维重建领域，具体涉及一种焊缝三维重建方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
随着技术的发展，人工焊接技术慢慢被移动式爬行机焊接技术取代，尤其是野外焊接或高空焊接等其他焊接工人不易到的地方的焊接，都采用爬行机进行焊接。在焊接工人不易到的地方采用移动式爬行机进行焊接之后，人们也不方便检查焊接的焊缝外观如何，焊接的焊缝质量如何等。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种焊缝三维重建方法、装置、设备及存储介质。第一方面，本申请提供了一种焊缝三维重建方法，包括：对激光传感器捕获的焊缝图像进行图像处理，得到焊缝图像中的焊缝特征点在图像坐标系中的二维坐标；将焊缝特征点在图像坐标系中的二维坐标转换为焊缝特征点在相机坐标系中的三维坐标；根据预先标定的激光传感器到爬行机的第一旋转矩阵和第一位移矢量以及焊缝特征点在相机坐标系中的三维坐标，确定焊缝特征点在爬行机坐标系中的三维坐标；根据焊缝特征点在爬行机坐标系中的三维坐标，确定焊缝特征点在世界坐标系中的三维坐标，实现焊缝三维重建。在其中一个实施例中，爬行机上装配有视觉导航设备；根据视觉导航设备，确定爬行机在世界坐标系中的三维位置坐标和姿态信息；根据爬行机在世界坐标系中的三维位置坐标和姿态信息，确定爬行机坐标系到世界坐标系的第二旋转矩阵及第二位移矢量。在其中一个实施例中，根据焊缝特征点在爬行机坐标系中的三维坐标，确定焊缝特征点在世界坐标系中的三维坐标的步骤包括：根据爬行机坐标系到世界坐标系的第二旋转矩阵和第二位移矢量以及焊缝特征点在爬行机坐标系中的三维坐标，确定焊缝特征点在世界坐标系中的三维坐标。在其中一个实施例中，视觉导航设备包括第二相机和惯性测量单元中的至少一者。在其中一个实施例中，方法还包括：对激光传感器进行标定及对激光传感器到爬行机进行标定。在其中一个实施例中，对激光传感器到爬行机进行标定的步骤包括标定激光传感器到爬行机的第一旋转矩阵及第一位移矢量的参数。在其中一个实施例中，激光传感器包括第一相机和激光发生器；对激光传感器进行标定包括第一相机的标定和激光发生器的光平面标定，其中，第一相机的标定包括标定相机内外参数，光平面标定包括标定光平面方程的参数。第二方面，本申请提供了一种焊缝三维重建装置，包括：处理模块，用于对激光传感器捕获的焊缝图像进行图像处理，得到焊缝图像中的焊缝特征点在图像坐标系中的二维坐标；转换模块，用于将焊缝特征点在图像坐标系中的二维坐标转换为焊缝特征点在相机坐标系中的三维坐标；第一确定模块，用于根据预先标定的激光传感器到爬行机的第一旋转矩阵和第一位移矢量、以及焊缝特征点在相机坐标系中的三维坐标，确定焊缝特征点在爬行机坐标系中的三维坐标；第二确定模块，用于根据焊缝特征点在爬行机坐标系中的三维坐标，确定焊缝特征点在世界坐标系中的三维坐标，实现焊缝三维重建。第三方面，本申请实施例提供一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并能在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行该程序时实现如第一方面的焊缝三维重建方法。第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，存储有程序，程序被处理器执行时实现如第一方面的焊缝三维重建方法。本实施例焊缝三维重建方法、装置、设备及存储介质中，该方法将第一相机拍摄的焊缝图像进行图像处理，得到焊缝图像中焊缝特征点在图像坐标系中的二维坐标，将焊缝特征点在图像坐标系中的二维坐标转换到在相机坐标系中的三维坐标，再转换到在爬行机坐标系中的三维坐标，最后转换为在世界坐标系中的三维坐标，实现焊缝三维重建。在检查高空或者野外等焊接工人不易到的地方的焊缝时，通过该焊缝三维重建方法，焊接工人在地面即可观察到焊接的焊缝的质量、外观、工艺等，可以提高焊接工人的安全系数，及工作效率。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为根据本专利技术的实施例提供的焊缝三维重建方法的流程示意图；图2为根据本专利技术的实施例提供的焊缝三维重建装置的结构示意图；图3为根据本专利技术的实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。本申请的焊缝三维重建方法可以适用的爬行机结构，可以包括安装在爬行机上的视觉导航设备、激光传感器等部件。其中视觉导航设备例如可以为相机，也可以为IMU(InertialMeasurementUnit，惯性测量单元)，还可以为两者融合等。其中，激光传感器可以包括第一相机及激光发生器。可选的，第一相机可以为2D相机，可以为3D相机等，这里不做限定。本申请实施例提供的焊缝三维重建方法，适用于不需要到焊接现场即可查看焊缝是否美观及焊缝质量是否过关等情形。需要说明的是，在实施本申请实施例焊缝三维重建方法之前，还可以包括：对激光传感器进行标定、及对激光传感器到爬行机进行定。当然，此步骤也可以包含在焊缝三维重建方法内。可选的，激光传感器可以包括第一相机和激光发生器，对激光传感器进行标定可以包括第一相机标定和激光发生器的光平面标定，第一相机标定包括标定相机的内外参数，光平面标定包括标定光平面方程的参数。具体的，第一相机可以安装于垂直于待测工件的表面，而激光发生器发射的激光束投射到待测工件的表面，可以理解的，激光发生器和相机之间可以有一定的倾斜度，例如可以设定为10°、20°、45°等。其中，第一相机标定，例如，可以标定相机的焦距、中心点的位置及畸变参数等。激光发生器发射的激光束形成的平面称为光平面，光平面标定就是确定光平面方程的参数。可以理解的，第一相机标定及光平面标定均可采用现有技术完成，这里不再赘述。需要说明的是，第一相机和激光发生器的位置是相对固定的，因此，光平面的标定与第一相机的标定应一次完成，否则，当第一相机标定完成后，如果改变了标定位置，则两者都需要重新标定。另外，预先标定的激光传感器，包括预先标定的第一相机及预先标定的激光发生器，可以存储于爬行机硬件内，也可以存储于计算机flash内，还可以存储于配置文件里，这里不做限制。可选的，激光传感器到爬行机的标定，可以包括标定激光传感器到爬行机的第一旋转矩阵及第一位移矢量的参数。具体的，激光传感器到爬行机的标定是指确定激光传感器和爬行机之间的相对位置，该相对位置关系可以通过第一旋转矩阵及第一位移矢量进行表达。需要说明的是，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊缝三维重建方法，其特征在于，包括：/n对激光传感器捕获的焊缝图像进行图像处理，得到所述焊缝图像中的焊缝特征点在图像坐标系中的二维坐标；/n将所述焊缝特征点在图像坐标系中的二维坐标转换为所述焊缝特征点在相机坐标系中的三维坐标；/n根据预先标定的激光传感器到爬行机的第一旋转矩阵和第一位移矢量、以及所述焊缝特征点在相机坐标系中的三维坐标，确定所述焊缝特征点在爬行机坐标系中的三维坐标；/n根据所述焊缝特征点在爬行机坐标系中的三维坐标，确定所述焊缝特征点在世界坐标系中的三维坐标，实现焊缝三维重建。/n

【技术特征摘要】
1.一种焊缝三维重建方法，其特征在于，包括：
对激光传感器捕获的焊缝图像进行图像处理，得到所述焊缝图像中的焊缝特征点在图像坐标系中的二维坐标；
将所述焊缝特征点在图像坐标系中的二维坐标转换为所述焊缝特征点在相机坐标系中的三维坐标；
根据预先标定的激光传感器到爬行机的第一旋转矩阵和第一位移矢量、以及所述焊缝特征点在相机坐标系中的三维坐标，确定所述焊缝特征点在爬行机坐标系中的三维坐标；
根据所述焊缝特征点在爬行机坐标系中的三维坐标，确定所述焊缝特征点在世界坐标系中的三维坐标，实现焊缝三维重建。


2.根据权利要求1所述的焊缝三维重建方法，其特征在于，所述爬行机上装配有视觉导航设备；
根据所述视觉导航设备，确定所述爬行机在所述世界坐标系中的三维位置坐标和姿态信息；
根据所述爬行机在所述世界坐标系中的三维位置坐标和姿态信息，确定所述爬行机坐标系到所述世界坐标系的第二旋转矩阵及第二位移矢量。


3.根据权利要求2所述的焊缝三维重建方法，其特征在于，
所述根据所述焊缝特征点在爬行机坐标系中的三维坐标，确定所述焊缝特征点在所述世界坐标系中的三维坐标的步骤包括：
根据所述爬行机坐标系到所述世界坐标系的第二旋转矩阵及第二位移矢量以及所述焊缝特征点在爬行机坐标系中的三维坐标，确定所述焊缝特征点在所述世界坐标系中的三维坐标。


4.根据权利要求2所述的焊缝三维重建方法，其特征在于，所述视觉导航设备包括第二相机和惯性测量单元中的至少一者。


5.根据权利要求1-4中的任一项所述的焊缝三维重建方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述激光传感器进行标定、及对...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯消冰，付寅飞，
申请(专利权)人：北京博清科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11