一种用于特种车辆的迷彩喷涂实现方法技术

本发明专利技术公开了一种用于特种车辆的迷彩喷涂实现方法，包括建立车辆模型；对车辆模型进行喷涂区域划分和运动学仿真，建立三维喷涂模型；获取进入喷涂作业区域车辆的三维信息，并将所述三维信息与车辆模型进行配准；基于机器人运动学模型和三维喷涂模型规划喷涂路径。本发明专利技术通过采用柔性喷涂机器人，结合对车身扫描及定位、车身区域划分，建立三维喷涂模型并规划喷涂路径，对车辆进行机械自动化的迷彩喷涂作业，避免人工喷涂的缺陷，提高了喷涂质量和喷涂效率。喷涂效率。喷涂效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于特种车辆的迷彩喷涂实现方法


[0001]本专利技术涉及车辆喷涂领域，具体而言，涉及了一种用于特种车辆的迷彩喷涂实现方法。

技术介绍

[0002]迷彩喷被广泛应用在武器装备、阵地工程等军事目标上。装备迷彩主要采用变形迷彩，通过目标表面多种颜色与不规则形状的斑块对目标外形轮廓进行分割，形成与自然背景的良好融合，从而降低目标显著性。目前国内军用车辆的迷彩喷涂几乎全部是由人工来进行喷涂，迷彩喷涂目前主要有两种办法：一种是用报纸或美纹胶带遮盖，另一种是用漏喷板。首先要按照颜色斑块，用特种铅笔或粉笔放样打草稿，再用报纸、胶带等物品将车体的玻璃、底盘、线缆等不需要喷漆的部位遮盖起来。人工喷涂的效率较低、工人水平不一致导致喷涂质量不稳定。
[0003]工业柔性机器人喷涂技术已经成为了涂装生产线中不可缺少的一个重要环节，喷涂机器人作为一种典型的工业机器人，常用于对汽车、飞机、3C电子、高端装备等高附加值产品的表面涂装。机器人喷涂具有效率高、环保省料、质量稳定等优点，随着近年来劳动力成本上升和环保节能等要求，利用喷涂机器人替代人工涂装在工业零部件、家电、家具、卫浴、建筑等行业已经越来越普遍。
[0004]但是工业自动化涂装应用以大面积单色喷涂为主，在定制图案喷涂方面，如高端装备制造中的军事装备迷彩涂装、隐身涂料喷涂以及高铁车厢个性涂装等，自动化与智能化程度还不够高，导致在迷彩喷涂方面无法应用。

技术实现思路

[0005]为了解决
技术介绍
中所存在的问题，本专利技术提出了一种用于特种车辆的迷彩喷涂实现方法。
[0006]一种用于特种车辆的迷彩喷涂实现方法，包括建立车辆模型；对车辆模型进行喷涂区域划分和运动学仿真，建立三维喷涂模型；获取进入喷涂作业区域车辆的三维信息，并将所述三维信息与车辆模型进行配准；基于机器人运动学模型和三维喷涂模型规划喷涂路径。
[0007]基于上述，所述车辆模型为车辆的全局点云模型。
[0008]基于上述，根据喷涂图案的图案属性和位置信息对车辆模型进行喷涂区域的划分。
[0009]基于上述，根据喷涂可控面积、车辆凸起、外挂特征以及图案团块边缘位置信息，优化分区的喷涂区域，建立三维喷涂模型。
[0010]基于上述，对进入喷涂作业区域的车辆进行车身定位后，通过三维扫描获取车辆的三维信息，优化抽取车辆三维信息的局部点云数据，将局部点云数据与车辆模型的全局点云模型进行配准，确定车辆相对于喷涂机器人的位姿。
[0011]基于上述，通过机理分析建立多约束条件交互耦合模型和路径参数表征下的优化指标度量模型，确定路径优化边界和优化指标，将空间路径映射为机器人关节空间和喷枪动作空间中的时空同步动作序列。
[0012]基于上述，利用机理分析和数据驱动建立喷涂厚度与运动参数之间的非线性模型，实现基于非线性状态反馈的厚度调节控制。
[0013]基于上述，建立面向色块重叠量调节的末端位姿调节补偿模型，实现融合补偿机制的末端位姿视觉伺服控制。
[0014]基于上述，基于时空同步动作序列实现离线自编程，建立动作执行判断和在线参数缓冲机制，通过交互式动作触发和参数调节实现离线程序的在线动态调整。
[0015]基于上述，构建多流体运动模型，建立面向喷涂规划的涂料预分配机制，实现自动在线智能换色。
[0016]本专利技术相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本专利技术提出了一种用于特种车辆的迷彩喷涂实现方法，主要通过采用柔性喷涂机器人，结合对车身扫描及定位、车身区域划分，建立三维喷涂模型并规划喷涂路径，对车辆进行机械自动化的迷彩喷涂作业，避免人工喷涂的缺陷，提高了喷涂质量和喷涂效率。
附图说明
[0017]图1是本专利技术的流程示意图。
具体实施方式
[0018]下面将结合具体实施方案对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述，但是本领域技术人员应当理解，下文所述的实施方案仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方案，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用来限制本专利技术的保护范围。本领域的技术人员在不背离本专利技术的宗旨和精神的情况下，可以对本专利技术进行各种修改和替换，所有这些修改和替换都落入了本专利技术权利要求书请求保护的范围内。
[0020]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可通过商业途径获得。
[0021]如图1所示，一种用于特种车辆的迷彩喷涂实现方法，包括建立车辆模型；对车辆模型进行喷涂区域划分和运动学仿真，建立三维喷涂模型；获取进入喷涂作业区域车辆的三维信息，并将所述三维信息与车辆模型进行配准；基于机器人运动学模型和三维喷涂模型规划喷涂路径。
[0022]现实中，喷涂系统采用双臂协同柔性喷涂机器人平台，包括行走机器人系统如地轨和可在地轨上移动的移动设备等，喷涂机器人为六维度的机器人，设置在移动设备上，喷涂机器人上承载喷枪，共同配合以增加机器人的工作范围并对喷枪的位置进行调整。使用时，先对待喷涂的车辆通过激光三维扫描仪等对车身进行扫描，根据扫描信息建立车辆的车辆模型，在此模型上对车辆进行区域划分及运动学仿真。本实施例中，所述车辆模型为车
辆的全局点云模型。构建车辆的三维模型时，以最小难度和最大效率为目标优化喷涂图案与车辆的匹配方案，将车辆点云数据分区划分，根据喷涂图案的图案属性和位置信息对车辆模型进行喷涂区域的划分，根据图案团块边缘界面细化点云插值界面，提高团块边缘附近喷涂精度。综合根据喷涂图案的图案属性和位置信息实现点云自适应聚类，建立点云聚类模型；结合喷涂可控面积、车辆凸起和外挂特征以及图案团块边缘位置等信息，优化分区的喷涂区域，建立三维喷涂模型，为高效高质高精度喷涂提供模型基础。
[0023]车辆进入喷涂作业区域后，对进入喷涂作业区域的车辆进行车身定位，定位的主要作用是解决待喷涂的特种车辆进入喷涂作业区域时，对车身的位置进行定位。定位后，通过激光三维扫描仪等设备进行三维扫描，扫描车辆特征丰富区域，优化抽取车辆三维信息的局部点云数据，利用ICP算法实现局部点云数据与车辆的全局点云模型之间的配准，确定出车辆相对于喷涂机器人的位姿。针对车辆扫描问题，结合已有车辆模型和位姿，实现面向车体整体扫描的视点优化计算；结合机器人运动学模型实现基于B
é
zier曲线拟合的扫描路径规划。
[0024]通过机理分析建立多约束条件交互耦合模型和路径参数表征下的优化指标度量模型，确定路径优化边界和优化指标，综合利用图论和离散泛函理论将路径规划问题转换为多条件约束和多指标牵引下的离散优化问题。基于EM架构的优化问题迭代求解算法模型，建立模型指导下的Actor
‑
Critic网络，通过无监督增强学习实现优化问题求解。借助于离散插值计算和时标对齐等技术，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于特种车辆的迷彩喷涂实现方法，其特征在于：建立车辆模型；对车辆模型进行喷涂区域划分和运动学仿真，建立三维喷涂模型；获取进入喷涂作业区域车辆的三维信息，并将所述三维信息与车辆模型进行配准；基于机器人运动学模型和三维喷涂模型规划喷涂路径。2.根据权利要求1所述的用于特种车辆的迷彩喷涂实现方法，其特征在于：所述车辆模型为车辆的全局点云模型。3.根据权利要求1所述的用于特种车辆的迷彩喷涂实现方法，其特征在于：根据喷涂图案的图案属性和位置信息对车辆模型进行喷涂区域的划分。4.根据权利要求1所述的用于特种车辆的迷彩喷涂实现方法，其特征在于：根据喷涂可控面积、车辆凸起、外挂特征以及图案团块边缘位置信息，优化分区的喷涂区域，建立三维喷涂模型。5.根据权利要求1所述的用于特种车辆的迷彩喷涂实现方法，其特征在于：对进入喷涂作业区域的车辆进行车身定位后，通过三维扫描获取车辆的三维信息，优化抽取车辆三维信息的局部点云数据，将局部点云数据与车辆模型的全局点云模型进行配准，确定车辆相对于喷涂机器人的位姿。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海峰，刘振宇，
申请(专利权)人：北京炎凌嘉业机电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：