基于视觉3D重建的自动喷涂装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及智能喷涂技术领域，具体涉及一种基于视觉3D重建的自动喷涂装置及方法。该基于视觉3D重建的自动喷涂装置包括用于输送检测待喷涂构件的流水线传送带及相机组，还包括喷涂机构，喷涂机构包括喷涂机械臂及喷涂机械臂连接的喷涂装置，喷涂机械臂连接位置传感器；流水线传送带、第一相机、第二相机、第三相机、位置传感器、喷涂机械臂及喷涂装置均连接嵌入式计算单元；嵌入式计算单元连接有云计算单元，提供一种能够自动喷涂作业，简化操作，从而提高作业效率，节省生产成本，提高喷涂厚度的均匀性的基于视觉3D重建的自动喷涂装置及方法。

【技术实现步骤摘要】
基于视觉3D重建的自动喷涂装置及方法
本专利技术涉及智能喷涂
，具体涉及一种基于视觉3D重建的自动喷涂装置及方法。
技术介绍
目前，随着我国产业结构的升级，对钢结构构件的需求逐年增大。传统对钢结构构件的喷涂方式主要为手工喷涂、示教离线喷涂机器人等。然而手工喷涂存在效率低、质量差、无法保证漆膜厚度的均匀性、危害喷涂人员的身体健康等弊端。示教离线喷涂机器人存在柔性作业差、成本较高、效率低、编程工作量大、操作复杂繁琐、对工件相对定位精度要求较高等诸多缺点，此外对工作人员具有较高的专业要求。不同型号、不同系列、不同尺寸的工件都需要定制一套喷涂工艺程序，操作及其繁琐，无法适应流水线式的多种类钢构件的混合喷涂或单种类钢构件的并行喷涂。示教离线喷涂机器人的自动化程度也有待提高，作业过程中往往需要操作人员时时关注喷涂的状态，必要时对喷涂机器人或构件进行适当的调整，以满足喷涂工艺要求，同一套喷涂工艺算法只能适用于完全相同的构件，无法适配于同型号不同系列不同尺寸的构件，无法做到一定的兼容性,耗费大量的人工成本，喷涂效率和覆盖率都比较低。...

【技术保护点】
1.一种基于视觉3D重建的自动喷涂装置，其特征在于，包括用于输送检测待喷涂构件(5)的流水线传送带(1)及相机组，所述相机组包括在流水线传送带(1)正上方设置的第一相机(8)、流水线传送带(1)一侧设置的第二相机(4)及流水线传送带(1)另一侧设置有第三相机(9)；/n流水线传送带(1)一侧设置的位置传感器(7)；/n还包括喷涂机构，所述喷涂机构包括喷涂机械臂(6)及喷涂机械臂(6)连接的喷涂装置，所述喷涂机械臂(6)连接位置传感器(7)；/n所述流水线传送带(1)、第一相机(8)、第二相机(4)、第三相机(9)、位置传感器(7)、喷涂机械臂(6)及喷涂装置均连接嵌入式计算单元(11)；/n所...

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉3D重建的自动喷涂装置，其特征在于，包括用于输送检测待喷涂构件(5)的流水线传送带(1)及相机组，所述相机组包括在流水线传送带(1)正上方设置的第一相机(8)、流水线传送带(1)一侧设置的第二相机(4)及流水线传送带(1)另一侧设置有第三相机(9)；
流水线传送带(1)一侧设置的位置传感器(7)；
还包括喷涂机构，所述喷涂机构包括喷涂机械臂(6)及喷涂机械臂(6)连接的喷涂装置，所述喷涂机械臂(6)连接位置传感器(7)；
所述流水线传送带(1)、第一相机(8)、第二相机(4)、第三相机(9)、位置传感器(7)、喷涂机械臂(6)及喷涂装置均连接嵌入式计算单元(11)；
所述嵌入式计算单元(11)连接有云计算单元(12)。


2.根据权利要求1所述的基于视觉3D重建的自动喷涂装置，其特征在于，所述第一相机(8)通过第一相机安装支架(2)安装在流水线传送带(1)的正上方，第一相机(8)安装的高度能够使第一相机(8)的视野覆盖整个流水线传送带(1)的宽度。


3.根据权利要求2所述的基于视觉3D重建的自动喷涂装置，其特征在于，所述第二相机(4)及第三相机(9)分别通过对应的第二相机安装支架(3)及第三相机安装支架(10)支撑固定，所述第二相机(4)及第三相机(9)的高度低于所述第一相机(8)的高度。


4.根据权利要求3所述的基于视觉3D重建的自动喷涂装置，其特征在于，所述第一相机(8)、第二相机(4)及第三相机(9)分别通过连接组件与对应的安装支架连接；
所述连接组件包括与安装支架连接的安装座(41)，所述安装座(41)通过第二旋转轴(45)连接有活动支架(42)，所述活动支架(42)通过第一旋转轴(44)连接对应的相机，所述第一旋转轴(44)及第二旋转轴(45)连接微型电机及转轴位置传感器，微型电机及转轴位置传感器均连接嵌入式计算单元(11)。


5.根据权利要求4所述的基于视觉3D重建的自动喷涂装置，其特征在于，所述喷涂机械臂(6)设置两个，两个喷涂机械臂(6)关于流水线传送带(1)对称设置，喷涂机械臂(6)拥有沿流水线传送带(1)宽度方向和垂直流水线传送带(1)方向运动的2个自由度，喷涂装置为喷枪，喷涂机械臂(6)末端安装有6把喷枪。


6.根据权利要求1所述的基于视觉3D重建的自动喷涂装置，其特征在于，所述嵌入式计算单元(11)包括传感器数据获取模块、视觉3D重建模块、喷涂对象识别提取模块、喷涂工艺分析模块、喷涂策略规划模块、喷涂作业解析模块、动作执行模块、数据库模块、全局定位模块、监控服务模块、数据画像模块。


7.根据权利要求6所述的基于视觉3D重建的自动喷涂装置，其特征在于，传感器数据获取模块通过UDP协议获得第一相机(8)、第二相机(4)、第三相机(9)采集的待喷涂构件(5)的轮廓图片数据、位置传感器(7)及转轴位置传感器采集的待喷涂构件(5)及各相机位姿、速度的测量数据，得到各相机相对于其所拍摄照片的全局空间位姿，作为3D重建时各相机位姿优化的初始值，并与图片数据相绑定；
视觉3D重建模块将第一相机(8)、第二相机(4)、第三相机(9)多视角拍摄的图像序列及其相机空间位姿作为3D重建系统的输入；然后分析图像序列，提取构件的纹理特征，根据纹理特征提取出表征轮廓的稀疏特征点，对每对图片中的特征点进行匹配并保留满足几何约束的匹配，利用这些匹配约束优化相机位姿并得到匹配特征点的3D坐标；之后利用相机位姿、特征点匹配约束和特征点3D坐标，使用MVS技术获得更稠密的点云；最后根据这些点云重建物体表面信息，并进行纹理映射，还原出构件的三维模型；
喷涂对象识别提取模块首先根据分离出单个待喷涂构件(5)的轮廓数据，再对数据进行滤波、降采样、平滑、剔除外点等处理，排除因环境、设备噪声等对数据的干扰，对整体轮廓数据进行分割后计算待喷涂构件(5)的数量和几何特征信息；
喷涂工艺分析模块根据喷涂工艺参数提取喷涂工件的所有待喷涂面并进行参数化表示，根据各喷涂面的参数方程离散化出每个喷涂周期的喷涂路径；
喷涂策略规划模块在结合相关的喷涂工艺参数拟合各喷涂面内的喷涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，王梅香，刘剑，王常江，张鹏飞，
申请(专利权)人：山东华锐智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37