本申请涉及基于机械臂的光学检测系统自动检测路径生成方法，包括如下步骤：检测传感器获取目标物体位置、姿态及当前位姿下的mesh三维表面信息，mesh三维表面信息输入到主控单元中，对mesh三维表面信息的表面采样，得到初级候选检测点位P0，由采样点向外延伸预设距离，作为预设检测传感器点位，采用第一预设方式，排除初级候选检测点位P0中机械臂不可达到的点位，作为已筛选检测点位，获取检测传感器的具体性能参数，通过图形渲染仿真，计算相应已筛选检测点的有效工作范围，采用第二预设方式筛选检测点，记为最终保留点P3，机械臂根据最终保留点位P3执行运动规划，生成最终保留点位P3之间的中间轨迹点，并将机械臂最终的运动轨迹记为自动检测路径。轨迹记为自动检测路径。轨迹记为自动检测路径。
【技术实现步骤摘要】
基于机械臂的光学检测系统自动检测路径生成方法
[0001]本申请涉及视觉检测
，尤其涉及一种基于机械臂的光学检测系统自动检测路径生成方法。
技术介绍
[0002]随着技术的不断进步和应用的不断拓展，非接触式的光学检测技术在工业中已经成为一种重要的检测手段，并广泛应用于各个领域，如汽车、电子、医疗、航空航天等，有效地提高了生产效率和产品质量，降低了生产成本，促进了工业的发展。而基于这一技术实现对产品表面质量的把控，成为了研究热点之一。
[0003]表面质量是指物体表面的形态和质地的特征，对于机械制造、电子加工、汽车制造等领域有着重要的意义。因为产品表面质量不仅影响到产品的外观美观程度，在一些产品上也与性能和功能有决定性影响，如家具、风机扇叶、汽车外壳等。但这些产品形态各异，从单个视角难以进行光学检测，传统的光学检测系统往往需要进行多次调整，耗时且效率低下；且存在着视野受限、精度不高等问题，难以满足高精度检测的需求。
[0004]传统的光学检测系统通常采用人工示教固定位置的检测传感器的方式检测，这种方式虽然简单直接，但不能适应复杂形状或大小不同的被测物体的检测需求。且传统的光学检测系统的检测路径通常是固定不变的，无法适应各种形状和大小的被测物体。这增加了检测产品更换的耗时，且机械臂位姿精度很难保证。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本申请提出了一种基于机械臂的光学检测系统自动检测路径生成方法，主控单元中具有自动光学检测路径生成模块，所述主控单元与机械臂电连接，所述机械臂的末端安装有检测传感器，所述方法包括如下步骤：所述检测传感器获取目标物体的位置信息和姿态信息，并获取所述目标物体当前位姿下的mesh三维表面信息；所述mesh三维表面信息输入到所述主控单元的自动光学检测路径生成模块中；所述自动光学检测路径生成模块对所述mesh三维表面信息的表面采样，得到初级候选检测点位P0，并由采样点向外延伸预设距离，作为预设检测传感器点位；采用第一预设方式，结合所述预设检测传感器点位，排除所述初级候选检测点位P0中机械臂不可达到的点位，作为已筛选检测点位；获取检测传感器的具体性能参数，通过图形渲染仿真，提取所述检测传感器在所述已筛选检测点位的成像效果，并计算相应所述已筛选检测点的有效工作范围，采用第二预设方式筛选检测点，记为最终保留点，表示为P3；所述机械臂根据所述最终保留点位P3执行运动规划，生成所述最终保留点位P3之间的中间轨迹点，并将机械臂最终的运动轨迹记为自动检测路径。
[0006]在一种可能的实现方式中，所述已筛选检测点位包括次级候选检测点位P1；所述第一预设方式包括：结合所述预设检测传感器点位，获取所述机械臂对应所述初级候选检测点位P0的逆解，当所述初级候选检测点位P0对于所述机械臂有运动学逆解时，保留该点
位，表示为所述次级候选检测点位P1，否则去除该点位。
[0007]在一种可能的实现方式中，所述已筛选检测点位包括三级候选检测点位P2；所述第一预设方式还包括对所述次级候选检测点位P1做关于所述机械臂运动的碰撞检测仿真，若所处环境、所述机械臂、所述检测传感器、所述目标物体等三维结构在空间上无重叠则保留该点位，表示为所述三级候选检测点位P2，若有重叠则做进一步判断。
[0008]在一种可能的实现方式中，每个次级候选检测点位P1均可执行相对于自身的平移，和每个次级候选检测点位P1均可绕所述目标物体表面法向旋转，若变换后小于预设平移容忍误差和预设旋转容忍误差，且变化前后的点位不碰撞，则保留该点位，并替换为变换后的点位信息，表示为所述三级候选检测点位P2，否则去除该点位。
[0009]在一种可能的实现方式中，在所述机械臂根据所述最终保留点位执行运动规划的步骤前，所述主控单元对所述最终保留点位P3进行预设优化；所述预设优化通过最短哈密顿通路求解，以使运动路径经过全部所述最终保留点位P3，且每个所述最终保留点位仅经过一次，得到在所述运动路径上的有序检测点位P4。
[0010]在一种可能的实现方式中，在所述机械臂根据所述最终保留点位执行运动规划，生成所述最终保留点位之间的中间轨迹点的步骤中，应用TRRT运动规划器进行路径规划。
[0011]在一种可能的实现方式中，根据所述检测传感器测量距离，所述采样点在所述mesh三维表面信息的外表面法向延伸预设距离，所述预设距离记为ds。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述第二预设方式包括：计算相应所述已筛选检测点的有效工作范围，表示为a1,a2,a3,...,an；同时设置其中一个所述已筛选检测点位有效工作范围ai与其相邻的所述已筛选检测点位的有效工作范围ak的重合比例的下限为tmin、上限为tmax，若重合比例大于tmin且tmax时，则保留该点位，作为最终保留点位，表示为P3，否则去除该点位。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述自动检测路径输入至所述机械臂中，所述主控单元驱动所述机械臂沿着所述自动检测路径运动；当所述机械臂到达所述自动检测路径上的预设检测点位时，检测程序对所述目标物体进行检测，所述主控单元完成检测后，结束所述自动检测路径的生成和执行过程。
[0014]本申请的有益效果：通过设置在机械臂上的多种检测传感器，获取当前位姿下目标物体的mesh三维表面信息，在mesh表面均匀采样，得到初级候选检测点位P0，并在mesh表面外预设距离设置预设检测传感器点位，再根据机械臂逆运动学、机械臂碰撞检测，进一步过滤符合条件的已筛选检测点位，之后已筛选检测点位根据图形渲染仿真，进一步过滤筛选候选点，得到最终保留点位P3，并根据最终保留点位P3生成中间轨迹点，实现机械臂的自动检测路径。简单的说，将机械臂的运动控制技术、图形渲染技术、组合优化技术等相结合，从而使用该方法自动生成最佳的检测路径，并实现使用机械臂对目标物体的自动化检测。此种方法大大减少了人力的投入，避免了人为因素带来的误差，改进了自动光学检测系统的工作效率和稳定性，提高了产品质量和可靠性，具有巨大的市场前景和经济效益。
[0015]根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本申请的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
[0016]包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。
[0017]图1示出本申请实施例的基于机械臂的光学检测系统自动检测路径生成方法的运行流程图；
[0018]图2示出本申请实施例的基于机械臂的光学检测系统的自动检测设备的流程步骤图；
[0019]图3示出本申请实施例的基于机械臂的光学检测系统的自动检测设备的结构示意图。
具体实施方式
[0020]以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0021]其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于机械臂的光学检测系统自动检测路径生成方法，其特征在于，主控单元中具有自动光学检测路径生成模块，所述主控单元与机械臂电连接，所述机械臂的末端安装有检测传感器，所述方法包括如下步骤：所述检测传感器获取目标物体的位置信息和姿态信息，并获取所述目标物体当前位姿下的mesh三维表面信息；所述mesh三维表面信息输入到所述主控单元的自动光学检测路径生成模块中；所述自动光学检测路径生成模块对所述mesh三维表面信息的表面采样，得到初级候选检测点位P0，并由采样点向外延伸预设距离，作为预设检测传感器点位；采用第一预设方式，结合所述预设检测传感器点位，排除所述初级候选检测点位P0中机械臂不可达到的点位，作为已筛选检测点位；获取检测传感器的具体性能参数，通过图形渲染仿真，提取所述检测传感器在所述已筛选检测点位的成像效果，并计算相应所述已筛选检测点的有效工作范围，采用第二预设方式筛选检测点，记为最终保留点，表示为P3；所述机械臂根据所述最终保留点位P3执行运动规划，生成所述最终保留点位P3之间的中间轨迹点，并将机械臂最终的运动轨迹记为自动检测路径。2.根据权利要求1所述的基于机械臂的光学检测系统自动检测路径生成方法，其特征在于，所述已筛选检测点位包括次级候选检测点位P1；所述第一预设方式包括：结合所述预设检测传感器点位，获取所述机械臂对应所述初级候选检测点位P0的逆解，当所述初级候选检测点位P0对于所述机械臂有运动学逆解时，保留该点位，表示为所述次级候选检测点位P1，否则去除该点位。3.根据权利要求2所述的基于机械臂的光学检测系统自动检测路径生成方法，其特征在于，所述已筛选检测点位包括三级候选检测点位P2；所述第一预设方式还包括对所述次级候选检测点位P1做关于所述机械臂运动的碰撞检测仿真，若所处环境、所述机械臂、所述检测传感器、所述目标物体等三维结构在空间上无重叠则保留该点位，表示为所述三级候选检测点位P2，若有重叠则做进一步判断。4.根据权利要求3所述的基于机械臂的光学检测系统自动检测路径生成方法，其特征在于，每个次级候选检测点位P1均可执行相对于自身的平移，和每个次级候选检测点位P1均可绕所述目标物体表面法向旋转，若变换后小...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐荣来，王涛，
申请(专利权)人：上海库灵科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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