自动喷涂方法、装置、系统和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例中公开了一种自动喷涂方法、装置、系统和存储介质。其中，所述方法包括：根据待喷涂对象的点云信息，生成待喷涂对象的第一点云模型；确定所述第一点云模型与预先构造的模型池中的至少一个第二点云模型之间变换的点云关系；将满足预设条件的点云关系对应的第二点云模型，确定为与所述第一点云模型匹配的点云模型；基于匹配点云模型的预配置关键喷涂路径点和所述满足预设条件的点云关系，确定所述第一点云模型的关键喷涂路径点和喷涂轨迹；根据所述第一点云模型的喷涂轨迹，生成对所述待喷涂对象喷涂的机器人控制命令。本发明专利技术实施例中的技术方案可以不用对机器人进行额外的编程，而可对各种产品进行自动喷涂。而可对各种产品进行自动喷涂。而可对各种产品进行自动喷涂。

【技术实现步骤摘要】
自动喷涂方法、装置、系统和存储介质


[0001]本专利技术涉及喷涂
，特别是涉及一种自动喷涂方法、装置、系统和存储介质。

技术介绍

[0002]在工业生产过程中，可能会对各种产品(例如家具等)喷涂油漆、涂料等。喷涂的方式可以是通过人工手动喷涂，或者是通过机器人自动喷涂。手动喷涂可能会对工人的健康有害，因为工人会暴露在有毒的物质中，甚至会暴露在爆炸性的物质中。机器人自动喷涂会比较安全。但是，通常而言，机器人自动喷涂是用固定的喷涂轨迹给特定的产品进行喷涂，如果产品稍有不同，或者喷涂位置或角度改变，都需要重新对机器人进行编程，这样的自动喷涂方式不够灵活。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术实施例中一方面提出了一种自动喷涂方法、装置、系统和存储介质，不用对机器人进行额外的编程，便可以根据模型池中的模型规划喷涂轨迹，对产品进行自动喷涂。
[0004]本专利技术实施例中提出了一种自动喷涂方法，包括：根据待喷涂对象的点云信息，生成待喷涂对象的第一点云模型；确定所述第一点云模型与预先构造的模型池中的至少一个第二点云模型之间的点云关系，并将满足预设条件的点云关系对应的第二点云模型，确定为与所述第一点云模型匹配的点云模型，其中，所述点云关系包括：所述第一点云模型与所述至少一个第二点云模型之间变换的比例因子、旋转矩阵和平移；基于匹配点云模型的预配置关键喷涂路径点和所述满足预设条件的点云关系，确定所述第一点云模型的关键喷涂路径点和喷涂轨迹；根据所述第一点云模型的喷涂轨迹，生成对所述待喷涂对象喷涂的机器人控制命令。
[0005]在一个实施方式中，所述满足预设条件的点云关系包括以下至少一个：在所述第一点云模型与所述至少一个第二点云模型之间的所有点云关系中，比例因子最接近于1；在所述第一点云模型与所述至少一个第二点云模型之间的所有点云关系中，旋转矩阵最小；在所述第一点云模型与所述至少一个第二点云模型之间的所有点云关系中，平移最小。
[0006]在一个实施方式中，所述基于匹配点云模型的预配置关键喷涂路径点和所述满足预设条件的点云关系，确定所述第一点云模型的关键喷涂路径点和喷涂轨迹包括：提取所述匹配点云模型的在模型坐标系下的预配置关键喷涂路径点；根据满足所述预设条件的点云关系所包括的比例因子、旋转矩阵和平移，将所述模型坐标系下的与配置关键喷涂路径点转换为世界坐标系下所述第一点云模型的关键喷涂路径点；将所述第一点云模型的关键喷涂路径点连接起来，形成所述第一点云模型的喷涂轨迹。
[0007]在一个实施方式中，所述根据所述第一点云模型的喷涂轨迹，生成对所述待喷涂对象喷涂的机器人控制命令包括：用固定的时间间隔对所述第一点云模型的喷涂轨迹进行
插值，从而得到机器人关节设置点；将机器人关节设置点转换为机器人控制命令。
[0008]在一个实施方式中，所述确定所述第一点云模型与预先构造的模型池中的至少一个第二点云模型之间的点云关系，包括：将使所述第一点云模型与所述至少一个第二点云模型之间的匹配误差最小的比例因子、旋转矩阵和平移，确定为所述第一点云模型与所述至少一个第二点云模型之间的点云关系。
[0009]在一个实施方式中，所述将使所述第一点云模型与所述至少一个第二点云模型之间的匹配误差最小的比例因子、旋转矩阵和平移，确定为所述第一点云模型与所述至少一个第二点云模型之间的点云关系包括：检测所述第一点云模型的原始关键点和所述至少一个第二点云模型的原始关键点；根据所述第一点云模型的原始关键点和所述至少一个第二点云模型的原始关键点的质量，对所述第一点云模型的原始关键点和所述至少一个第二点云模型的原始关键点进行过滤，得到所述第一点云模型的可匹配关键点和所述至少一个第二点云模型的可匹配关键点；对所述第一点云模型的可匹配关键点和所述至少一个第二点云模型的可匹配关键点进行特征提取；根据提取的可匹配关键点的特征，对所述第一点云模型的可匹配关键点和所述至少一个第二点云模型的可匹配关键点进行匹配；以及根据匹配结果，确定所述第一点云模型和所述至少一个第二点云模型之间的点云关系。
[0010]在一个实施方式中，所述原始关键点的质量取决于其最大曲率。
[0011]在一个实施方式中，所述根据匹配结果，确定所述第一点云模型和所述至少一个第二点云模型之间的点云关系包括：使用所述第一点云模型和所述至少一个第二点云模型的匹配关键点，估计所述第一点云模型和所述至少一个第二点云模型的初始点云关系，包括：初始比例因子、初始旋转矩阵和初始平移，作为通过迭代运算使所述第一点云模型和所述至少一个第二点云模型之间的匹配误差最小的初始值，其中，所述迭代运算包括所述第一点云模型和所述至少一个点云模型的匹配关键点的法线方向因素；更新二者的点云关系进行所述迭代运算，直至迭代结果满足预定的条件时停止所述迭代运算；将迭代运算停止时的点云关系，作为所述第一点云模型和所述至少一个第二点云模型之间的点云关系。
[0012]在一个实施方式中，所述迭代结果满足的预定条件包括：相邻两次迭代结果之间的比例因子的比值变化率、旋转矩阵对应的四元数的角度差值变化率和平移差值变化率低于各自对应的阈值。
[0013]本专利技术实施例还提供了一种自动喷涂装置，包括：点云模型生成模块，用于根据待喷涂对象的点云信息，生成待喷涂对象的第一点云模型；匹配模块，用于确定所述第一点云模型与预先构造的模型池中的至少一个第二点云模型之间的点云关系，并将满足预设条件的点云关系对应的第二点云模型，确定为与所述第一点云模型匹配的点云模型，其中，所述点云关系包括：所述第一点云模型与所述至少一个第二点云模型之间变换的比例因子、旋转矩阵和平移；喷涂轨迹确定模块，用于基于匹配点云模型的预配置关键喷涂路径点和所述满足预设条件的点云关系，确定所述第一点云模型的关键喷涂路径点和喷涂轨迹；控制命令生成模块，用于根据所述第一点云模型的喷涂轨迹，生成对所述待喷涂对象喷涂的机器人控制命令。
[0014]本专利技术实施例还提供了一种自动喷涂系统，包括所述自动喷涂装置。
[0015]此外，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序；所述计算机程序能够被一处理器执行并实现如上述各实施方式中的自动喷涂方法。
[0016]从本专利技术的方案可以看出，通过构造一个模型池，可以通过输入待喷涂对象的点云模型，从模型池中找到与其匹配的匹配点云模型。进而根据匹配点云模型的预配置关键喷涂路径点和两个点云模型之间的点云关系或变换关系，得到待喷涂对象的点云模型中的关键喷涂路径点，并根据其生成喷涂轨迹和机器人控制命令，以对待喷涂对象进行喷涂。从而，例如在对新产品进行喷涂时，可以不需要对机器人进行额外的编程，便可以生成喷涂轨迹，并自动生成机器人控制命令，降低了喷涂和生产成本，提高了喷涂和生产效率。
附图说明
[0017]下面将通过参照附图详细描述本专利技术的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本专利技术的上述及其它特征和优点，附图中：
[0018]图1为本专利技术实施例中的一种自动喷涂方法的示意流程图。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动喷涂方法，其特征在于，包括：根据待喷涂对象的点云信息，生成待喷涂对象的第一点云模型；确定所述第一点云模型与预先构造的模型池中的至少一个第二点云模型之间的点云关系，并将满足预设条件的点云关系对应的第二点云模型，确定为与所述第一点云模型匹配的点云模型，其中，所述点云关系包括：所述第一点云模型与所述至少一个第二点云模型之间变换的比例因子、旋转矩阵和平移；基于匹配点云模型的预配置关键喷涂路径点和所述满足预设条件的点云关系，确定所述第一点云模型的关键喷涂路径点和喷涂轨迹；根据所述第一点云模型的喷涂轨迹，生成对所述待喷涂对象喷涂的机器人控制命令。2.据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述满足预设条件的点云关系包括以下至少一个：在所述第一点云模型与所述至少一个第二点云模型之间的所有点云关系中，比例因子最接近于1；在所述第一点云模型与所述至少一个第二点云模型之间的所有点云关系中，旋转矩阵最小；在所述第一点云模型与所述至少一个第二点云模型之间的所有点云关系中，平移最小。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基于匹配点云模型的预配置关键喷涂路径点和所述满足预设条件的点云关系，确定所述第一点云模型的关键喷涂路径点和喷涂轨迹包括：提取所述匹配点云模型的在模型坐标系下的预配置关键喷涂路径点；根据满足所述预设条件的点云关系所包括的比例因子、旋转矩阵和平移，将所述模型坐标系下的与配置关键喷涂路径点转换为世界坐标系下所述第一点云模型的关键喷涂路径点；将所述第一点云模型的关键喷涂路径点连接起来，形成所述第一点云模型的喷涂轨迹。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一点云模型的喷涂轨迹，生成对所述待喷涂对象喷涂的机器人控制命令包括：用固定的时间间隔对所述第一点云模型的喷涂轨迹进行插值，从而得到机器人关节设置点；将机器人关节设置点转换为机器人控制命令。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一点云模型与预先构造的模型池中的至少一个第二点云模型之间的点云关系，包括：将使所述第一点云模型与所述至少一个第二点云模型之间的匹配误差最小的比例因子、旋转矩阵和平移，确定为所述第一点云模型与所述至少一个第二点云模型之间的点云关系。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将使所述第一点云模型与所述至少一个第二点云模型之间的匹配误差最小的比例因子、旋转矩阵和平移，确定为所述第一点云模型与所述至少一个第二点云模型之间的点云关系包括：
检测所述第一点云模型的原始关键点和所述至少一个第二点云模型的原始关键点；根据所述第一点云模型的原始关键点和所述至少一个第二点云模型的原始关键点...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子健，赵旭，范顺杰，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：