一种基于三维点云的焊缝打磨轨迹规划方法技术

本发明专利技术提供一种基于三维点云的焊缝打磨轨迹规划方法，属于焊缝图像处理技术领域，包括：步骤

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维点云的焊缝打磨轨迹规划方法


[0001]本专利技术属于焊缝图像处理
，特别涉及一种基于三维点云的焊缝打磨轨迹规划方法
。

技术介绍

[0002]传统的焊缝打磨基本上是采用人工打磨的方式，人工手持打磨工具对焊缝进行打磨，这种打磨方式存在打磨效率低
、
劳动强度大
、
打磨的一致性不好的缺陷，而且打磨的噪声和粉尘会对工人产生不良影响
。
因此，近几年来，越来越多的企业为了提升打磨效果和效率
、
减少人工作业，开始对如何实现焊缝自动化打磨展开深入研究，比如设计一套打磨装置对某样产品进行批量打磨，比如采用打磨机器人进行示教打磨等等
。
但现有的自动化方案往往只是针对某一单一产品，或较为简单的焊缝，且对产品的装夹位置偏差要求较为严格，而当更换不同类型产品后，往往需要重新修改打磨装置或重新示教打磨轨迹，且，对非直线的焊缝提取效果不佳，甚至无法提取，这使得现有的自动化方案无法灵活适应不同的焊缝，使用场景非常受限
。
专利
技术实现思路

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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于三维点云的焊缝打磨轨迹规划方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤
S1、
获取焊缝的三维原始点云数据
C
src
；步骤
S2、
对三维原始点云数据
C
src
进行分类，得到多个点集合，将三维原始点云数据
C
src
减去点数量最多的集合
S
max1
得到点云数据
S
f1
，并利用区域生长算法对点云数据
S
f1
进行处理得到完整的焊缝点云数据
T
max
，将三维原始点云数据
C
src
减去焊缝点云数据
T
max
即得到完整的工件基准面点云
T
base
，其中，分类标准为两相邻点的法线之间的夹角小于角度设定值，且两相邻点之间的距离小于距离设定值；步骤
S3、
沿着焊缝的长度方向，将点云数据
S
f1
等间隔分割成多个点云集合
P1‑
P
m
，剔除这些点云集合中的异常点云集合后分别计算各剩余的点云集合的点云质心
P
z1
‑
P
zm'
，并采用
KDTree
算法根据点云质心
P
z1
‑
P
zm'
得到新的点云质心
P'
z1
‑
P'
zm'
，再将点云质心中
P'
z1
‑
P'
zm'
的异常点剔除后得到焊缝的轨迹坐标，将焊缝的轨迹坐标拟合得到打磨轨迹；步骤
S4、
根据打磨轨迹获取和机器人的本体设计信息，获取旋转欧拉角，并根据打磨轨迹和欧拉角获取机器人的打磨姿态
。2.
根据权利要求1所述的一种基于三维点云的焊缝打磨轨迹规划方法，其特征在于：所述步骤
S1
中，采用
3D
线扫相机对焊缝进行扫描，得到所述焊缝的三维原始点云数据
C
src
。3.
根据权利要求1所述的一种基于三维点云的焊缝打磨轨迹规划方法，其特征在于：所述步骤
S2
中的点云分类具体包括：采用
NormalEstimation
算法对三维原始点云数据
C
src
进行点云法线估计，计算出每个点云的法线；以三维原始点云数据
C
src
中的第一个点作为起点，若该起点与其相邻点的法线之间的夹角小于角度设定值，且该两点之间的距离小于距离设定值，则将该相邻点与起点作为同一类点，放入点集合
S1；对于剩余的点，均按照上述分类标准进行分类，直至所有点均已分类，得到多个点集合
S1,S2,
…
,S
n
。4.
根据权利要求1或2或3所述的一种基于三维点云的焊缝打磨轨迹规划方法，其特征在于：所述步骤
S2
中，利用区域生长算法对点云数据
S
f1
进行处理，生成多个区域的点云集合
T1,T2,
…
,T
L
，从这些点云集合中提取点数最多的点云集合，即为焊缝点云数据
T
max
。5.
根据权利要求1或2或3所述的一种基于三维点云的焊缝打磨轨迹规划方法，其特征在于：所述步骤
S3
中...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏德全，柳龙杰，钟治魁，黄剑峰，陈文奇，王平江，刘俊强，罗文贵，钟剑兵，胡锡涛，
申请(专利权)人：泉州华中科技大学智能制造研究院，
类型：发明
国别省市：