基于点云的船舶小构件模板匹配与在线识别方法技术

本发明专利技术提供基于点云的船舶小构件模板匹配与在线识别方法，包括：将模板工件放置于上料扫描区域；启动工业深度相机；设置模板型号、模板库保存路径，并保存模板；将待打磨工件放置于上料扫描区域；对工件进行视觉识别；输出当前工件型号、位姿和质心坐标；机械臂对工件执行后续作业；本发明专利技术基于工业深度相机，对打磨工件进行三维扫描，获取小型构件在上料区域的三维点云；采用直通滤波算法、欧式聚类算法进行工件点云与背景点云的分割，对分割后工件完整点云进行模板建立；设备工作时对分割后的点云采用粗配准与精配准完成工件类型在线识别，形成包含工件类型、工件组态、工件质心的数据包发送至上位机，为智能化打磨设备提供视觉数据支撑。数据支撑。数据支撑。

【技术实现步骤摘要】
基于点云的船舶小构件模板匹配与在线识别方法


[0001]本专利技术涉及船舶建造领域，尤其涉及基于点云的船舶小构件模板匹配与在线识别方法。

技术介绍

[0002]在船舶建造过程中，根据PSPC要求，防止船舶零件较大的自由边锐度对油漆喷涂的影响，避免油漆的撕裂脱落，需要对零件的非焊接边进行打磨，去除非焊接边毛刺，使非焊接边圆滑无棱边，达到R2圆角的工艺要求。
[0003]目前我国船厂的船舶小型构件打磨作业基本依靠工人手动打磨，打磨作业中持续的震动对工人肌肉造成损伤，同时作业环境恶劣，打磨噪音与飞扬粉尘对工人的听觉与呼吸系统造成严重损伤，因此利用智能化设备代替人工完成打磨作业成为船舶智能制造中的重要方向。
[0004]智能化打磨装备在打磨零件前，需要对零件进行识别，确认零件类型，调取相应的打磨工艺参数，目前已有的智能打磨装备一般采用人工预先输入方式，在作业开始前由人工提前输入打磨工件的类型，人工识别零件类型要求每次变更打磨零件前均需人工输入工件信息，限制了装备运行效率，同时，为了节省人工输入时间，往往要求设备仅能打磨某单一类型工件，限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于点云的船舶小构件模板匹配与在线识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1)将模板工件放置于上料扫描区域；步骤S2)在上位机端启动工业深度相机；步骤S3)在上位机端设置模板型号、模板库保存路径，并保存模板；步骤S4)将待打磨工件放置于上料扫描区域；步骤S5)在上位机端通过工业深度相机对工件进行视觉识别；步骤S6)在上位机端输出当前工件型号、位姿和质心坐标；步骤S7)上位机控制机械臂对工件执行后续作业。2.根据权利要求1所述的基于点云的船舶小构件模板匹配与在线识别方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：工业深度相机按照生产时各摄像头的摆放位置，自动完成深度信息与彩色图像间的匹配，输出一一对应的深度图像与彩色图像，同时计算像素点的3D坐标，生成3D点云。3.根据权利要求2所述的基于点云的船舶小构件模板匹配与在线识别方法，其特征在于，在所述步骤S5中，通过直通滤波算法滤除原始点云中的背景点云，背景点云由上料扫描区域地面构成，以地面高度作为辨别工件与背景的判别条件，在Z轴方向上设定阈值，滤除大面积的背景点云。4.根据权利要求2所述的基于点云的船舶小构件模板匹配与在线识别方法，其特征在于，在所述步骤S5中，通过欧式聚类分割算法将单个工件点云从多个堆叠摆放的工件点云中分割出来。5.根据权利要求4所述的基于点云的船舶小构件模板匹配与在线识别方法，其特征在于，欧式聚类分割算法具体包括以下步骤：步骤S501)指定空间中某点p；步骤S502)通过KD
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Tree进行近邻搜索；步骤S503)搜索得到k个离p最近的点；步骤S504)将离p的距离小于设定阈值的聚类于集合R；步骤S505)判断集合R中的元素是否不再增加，若是，欧式聚类分割算法的流程结束，若否，跳转步骤S56；步骤S506)在集合R中选取p以外的点，跳转至步骤S51，用该点更新p的值。6.根据权利要求2所述的基于点云的船舶小构件模板匹配与在线识别方法，其特征在于，在所述步骤S5中，通过采样...

【专利技术属性】
技术研发人员：张然，吴治翰，郭海平，谢静远，周同明，
申请(专利权)人：上海船舶工艺研究所中国船舶工业集团公司第十一研究所，
类型：发明
国别省市：