焊缝识别方法、装置、焊接机器人及存储介质制造方法及图纸

本申请提供了一种焊缝识别方法、装置、焊接机器人及存储介质。焊缝识别方法包括：获取直角工件的三维点云数据；若基于三维点云数据，检测到多个平面之间存在相交直线，则针对存在相交直线的平面，从三维点云数据提取存在相邻关系的多个边界点；针对存在相邻关系的多个边界点，分别确定边界点在对应的相交直线上的垂足；基于相交直线上最大垂足距离对应的端点，从三维点云数据中查找与端点距离最近的目标点；基于目标点对端点进行矫正，将矫正得到的矫正点识别为针对直角工件的焊缝特征点。本申请能够提高对直角工件进行焊缝识别的准确性，且提高对直角工件进行焊缝识别的效率。且提高对直角工件进行焊缝识别的效率。且提高对直角工件进行焊缝识别的效率。

【技术实现步骤摘要】
焊缝识别方法、装置、焊接机器人及存储介质


[0001]本申请涉及焊接
，具体涉及一种焊缝识别方法、装置、焊接机器人及存储介质。

技术介绍

[0002]机器人焊接技术中，为了对直角工件进行焊接，需要识别直角工件的焊缝。目前主要采用线激光扫描机器人焊接以及人工示教编程机器人焊接。线激光扫描机器人焊接过程中，基于二维相机提取焊缝容易导致焊缝位置找偏找错，准确性差。人工示教编程机器人焊接过程中依赖人工操作耗费很大精力，效率很低。因此，目前针对直角工件的焊缝识别方式无法兼顾效率和准确性。

技术实现思路

[0003]本申请的一个目的在于提出一种焊缝识别方法、装置、焊接机器人及存储介质，至少在一定程度上提高对直角工件进行焊缝识别的准确性，且提高对直角工件进行焊缝识别的效率。
[0004]根据本申请实施例的一方面，提供了一种焊缝识别方法，包括：
[0005]获取直角工件的三维点云数据；
[0006]若基于所述三维点云数据，检测到多个平面之间存在相交直线，则针对存在相交直线的平面，从所述三维点云数据提取存在相邻关系的多个边界点；所述存在相邻关系的多个边界点是两个平面的边界点之间彼此相邻的多个边界点；
[0007]针对存在相邻关系的所述多个边界点，分别确定所述边界点在对应的相交直线上的垂足；
[0008]基于所述相交直线上最大垂足距离对应的端点，从所述三维点云数据中查找与所述端点距离最近的目标点；所述最大垂足距离是所述相交直线上每两个垂足之间距离的最大值；
[0009]基于所述目标点对所述端点进行矫正，将矫正得到的矫正点识别为针对所述直角工件的焊缝特征点；所述焊缝特征点是所述直角工件焊缝处的特征点。
[0010]根据本申请实施例的一个方面，提供一种焊缝识别装置，包括：
[0011]获取模块，用于获取直角工件的三维点云数据；
[0012]边界点提取模块，用于若基于所述三维点云数据，检测到多个平面之间存在相交直线，则针对存在相交直线的平面，从所述三维点云数据提取存在相邻关系的多个边界点；所述存在相邻关系的多个边界点是两个平面的边界点之间彼此相邻的多个边界点；
[0013]垂足确定模块，用于针对存在相邻关系的所述多个边界点，分别确定所述边界点在对应的相交直线上的垂足；
[0014]目标点查找模块，用于基于所述相交直线上最大垂足距离对应的端点，从所述三维点云数据中查找与所述端点距离最近的目标点；所述最大垂足距离是所述相交直线上每
两个垂足之间距离的最大值；
[0015]焊缝识别模块，用于基于所述目标点对所述端点进行矫正，将矫正得到的矫正点识别为针对所述直角工件的焊缝特征点；所述焊缝特征点是所述直角工件焊缝处的特征点。
[0016]在本申请的一些实施例中，基于以上技术方案，焊缝识别装置配置为：
[0017]从所述目标点中，获取彼此间距离最近的三个点；
[0018]基于最小包围球，对所述彼此间距离最近的三个点进行球拟合，得到球数据；
[0019]提取所述球数据中的包围球球心；
[0020]将所述包围球球心以及所述目标点作为针对所述直角工件的焊缝特征点。
[0021]在本申请的一些实施例中，基于以上技术方案，焊缝识别装置配置为：
[0022]对所述三维点云数据进行平面分割，得到第一平面、第二平面以及第三平面；所述第一平面是所述直角工件对应的与XY平面平行的平面，所述第二平面是所述直角工件对应的与YZ平面平行的平面，所述第三平面是所述直角工件对应的与XZ平面平行的平面，所述XY平面是X轴和Y轴构成的平面，所述YZ平面是由Y轴和Z轴构成的平面，所述XZ平面是由X轴和Z轴构成的平面；
[0023]针对所述第一平面、所述第二平面以及所述第三平面，检测每两个平面之间是否存在相交直线；
[0024]若每两个平面之间均存在相交直线，则从所述三维点云数据中提取所述第一平面的第一边界点、所述第二平面的第二边界点以及所述第三平面的第三边界点；
[0025]分别以所述第一边界点、所述第二边界点和所述第三边界点作为基准点，对所述基准点以及非基准点之间距离进行检测，得到每个基准点与所述非基准点之间的距离；所述非基准点是所述第一边界点、所述第二边界点和所述第三边界点中除所述基准点以外的边界点；
[0026]获取所述距离小于预设距离阈值的基准点以及所述距离小于预设距离阈值的非基准点；所述预设距离阈值是预先设定的指示所述非基准点与所述基准点相邻的距离；
[0027]将所述距离小于预设距离阈值的基准点以及所述距离小于预设距离阈值的非基准点作为所述存在相邻关系的多个边界点。
[0028]在本申请的一些实施例中，基于以上技术方案，焊缝识别装置配置为：
[0029]确定所述相交直线上每两个垂足之间的距离；
[0030]对所述相交直线上每两个垂足之间的距离进行比较，得到所述最大垂足距离；
[0031]获取所述相交直线上所述最大垂足距离对应的端点；
[0032]对所述三维点云数据中的每个点与所述端点的欧式距离进行计算，得到每个点与所述端点的距离；
[0033]将与所述端点的距离最大的三维点云数据中的点作为所述目标点。
[0034]在本申请的一些实施例中，基于以上技术方案，焊缝识别装置配置为：
[0035]获取针对所述直角工件的原始三维点云数据；
[0036]对所述原始三维点云数据进行坐标转换，得到焊接机器人基座坐标系下的实际三维点云数据；
[0037]对所述实际三维点云数据进行聚类，得到所述三维点云数据。
[0038]在本申请的一些实施例中，基于以上技术方案，焊缝识别装置配置为：
[0039]获取所述实际三维点云数据在预设维度上的取值范围；
[0040]遍历所述实际三维点云数据中的每个点，并确定所述点在所述预设维度上的取值；预设维度是预先设定的用于指示朝向地面方向的维度；
[0041]获取所述取值不在所述取值范围内的所有点；
[0042]将所述取值不在所述取值范围内的所有点进行滤除，得到真实三维点云数据；
[0043]对所述真实三维点云数据进行采样，得到采样三维点云数据；
[0044]对所述采样三维点云数据进行聚类，得到空间噪声点和目标三维点云数据，将所述目标三维点云数据作为所述三维点云数据。
[0045]在本申请的一些实施例中，基于以上技术方案，焊缝识别装置配置为：
[0046]基于焊接机器人末端工具中心点的姿态矩阵和机器人手眼矩阵，对所述原始三维点云数据进行坐标转换，得到焊接机器人基座坐标系下的实际三维点云数据。
[0047]根据本申请实施例的一方面，提供了一种焊接机器人，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述焊接机器人实现上述各种可选实现方式中提供的方法。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊缝识别方法，其特征在于，包括：获取直角工件的三维点云数据；若基于所述三维点云数据，检测到多个平面之间存在相交直线，则针对存在相交直线的平面，从所述三维点云数据提取存在相邻关系的多个边界点；所述存在相邻关系的多个边界点是两个平面的边界点之间彼此相邻的多个边界点；针对存在相邻关系的所述多个边界点，分别确定所述边界点在对应的相交直线上的垂足；基于所述相交直线上最大垂足距离对应的端点，从所述三维点云数据中查找与所述端点距离最近的目标点；所述最大垂足距离是所述相交直线上每两个垂足之间距离的最大值；基于所述目标点对所述端点进行矫正，将矫正得到的矫正点识别为针对所述直角工件的焊缝特征点；所述焊缝特征点是所述直角工件焊缝处的特征点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标点对所述端点进行矫正，将矫正得到的矫正点识别为针对所述直角工件的焊缝特征点，包括：从所述目标点中，获取彼此间距离最近的三个点；基于最小包围球，对所述彼此间距离最近的三个点进行球拟合，得到球数据；提取所述球数据中的包围球球心；将所述包围球球心以及所述目标点作为针对所述直角工件的焊缝特征点。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若基于所述三维点云数据，检测到多个平面之间存在相交直线，则针对存在相交直线的平面，从所述三维点云数据提取存在相邻关系的多个边界点，包括：对所述三维点云数据进行平面分割，得到第一平面、第二平面以及第三平面；所述第一平面是所述直角工件对应的与XY平面平行的平面，所述第二平面是所述直角工件对应的与YZ平面平行的平面，所述第三平面是所述直角工件对应的与XZ平面平行的平面，所述XY平面是X轴和Y轴构成的平面，所述YZ平面是由Y轴和Z轴构成的平面，所述XZ平面是由X轴和Z轴构成的平面；针对所述第一平面、所述第二平面以及所述第三平面，检测每两个平面之间是否存在相交直线；若每两个平面之间均存在相交直线，则从所述三维点云数据中提取所述第一平面的第一边界点、所述第二平面的第二边界点以及所述第三平面的第三边界点；分别以所述第一边界点、所述第二边界点和所述第三边界点作为基准点，对所述基准点以及非基准点之间距离进行检测，得到每个基准点与所述非基准点之间的距离；所述非基准点是所述第一边界点、所述第二边界点和所述第三边界点中除所述基准点以外的边界点；获取所述距离小于预设距离阈值的基准点以及所述距离小于预设距离阈值的非基准点；所述预设距离阈值是预先设定的指示所述非基准点与所述基准点相邻的距离；将所述距离小于预设距离阈值的基准点以及所述距离小于预设距离阈值的非基准点作为所述存在相邻关系的多个边界点。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述相交直线上最大垂足距离对应的
端点，从所述三维点云数据中查找与所述端点距离最近的目标点，包括：确定所述相交直线上每两个垂足之间的距离；对所述相交直线...

【专利技术属性】
技术研发人员：植美浃，陈泓亨，许曦，李俊渊，高建文，
申请(专利权)人：中集集团集装箱控股有限公司中国国际海运集装箱集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：