【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风叶喷涂，具体为一种风叶喷涂路径轨迹的规划方法。
技术介绍
1、随着能源供应紧张和全球变暖问题的加剧，世界能源结构正在向可再生能源转变，风力发电设备的需求也随之大量增加。在风叶生产过程中传统的喷涂方式是人工喷涂，在人工喷涂过程中，需要借助起吊或抬升设备，改变风力发电设备相对工作人员的状态，因此人工喷涂的速率较低，且油漆对工人身体的伤害较大，虽然工作人员都会采取防护措施，但是，不能完全消除油漆对身体的损害，因此，人工喷涂的方法已经难以满足目前的生产需求。
2、市场上也出现了许多机械喷涂方法，比如专利公开号为cn114618704a的一项中国专利公开的一种3d视觉引导机器人免编程的喷涂方法及其系统，其方法包括以下步骤：s1.获取待喷涂工件的3d点云数据，并对点云数据进行聚类处理；s2.对聚类后的点云数据进行平滑处理，并基于电源数据生成轨迹点；s3.根据轨迹点位计算待喷涂工件的外接矩形，生成喷涂轨迹，并进行点位轨迹规划；s4.根据规划的喷涂轨迹进行横喷和竖喷操作等步骤，但是，在其喷涂中，需求取工件的外接矩形，并划分矩形，此种方式，降低了轨迹规划速率。还比如专利公开号为cn114299104a的一项中国专利公开的一种基于多个3d视觉的汽车喷涂轨迹生成方法，其包括s1，系统组件搭建，s2，多个3d视觉的标定，s3，3d视觉相机的手眼标定，s4、3d视觉相机拍照，s5，点云数据转换，s6，点云数据显示，s7，喷涂区域确认和s8，数据传输与执行等步骤，其需要利用多个3d视觉采集数据拼接，将点云分为单个或者多个平面后再
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种风叶喷涂路径轨迹的规划方法，旨在改善人工喷涂风叶的效率低，同时油漆损害身体，以及现有机械喷涂的方法路径规划效率低的问题。
2、本专利技术是这样实现的：一种风叶喷涂路径轨迹的规划方法，包括
3、步骤一：创建机器人喷涂的坐标系，实现3d视觉传感器与机器人的手眼标定，并建立视觉坐标系与机器人坐标系的转换关系；对机器人进行拍照占位示教，实现一段风叶的覆盖扫描，并获取点云数据；
4、步骤二：将扫描获得的点云数据转换至机器人坐标系下，完成路径规划，机器人按照规划的路径走位，完整一段风叶的喷涂；
5、步骤三：agv小车移动至下一位置，重复执行上述步骤。直到整个风叶喷涂完毕。
6、优选的，对扫描获取的点云数据利用体素网格滤波器进行降采样处理，将点云数据采样为指定大小间距的新点云。
7、优选的，对点云数据采用半径离群点去除滤波器和统计离群点去除滤波器进行去噪处理，去除一部分的离群点和噪点。
8、优选的，对点云数据进行聚类处理，对聚类后的点云块按照点数从多到少排序，取点数最多的点云块，删除非风叶的点云块。
9、优选的，创建一个自定义坐标系，对所有点云计算平均值，得到点云中心，并设置为坐标系原点；垂直地面向上方向定义为y轴，水平方向定义为x轴，风叶朝向机器人方向定义为z轴。
10、优选的，利用自定义坐标系将点云转化至机器人坐标系上，对点云计算法线，得到所有点的法线信息。
11、优选的，求取x、y、z三个坐标轴上的最大值xmax、ymax、zmax和最小值xmin、ymin、zmin，求得点云最小包围盒的边长lx、ly、lz：
12、
13、优选的，设置体素栅格x、y、z三个坐标轴上的边长rx、ry、rz，rx和ry根据喷涂的间距进行设置，rx代表水平方向上的间距，等同喷涂的线间距，ry代表了竖直方向上的间距，等同喷涂时同一条线上的点间距，rz则根据物体曲面变化情况进行设置，可以设置为rx或者ry的最大值，
14、计算体素网格的尺寸，x、y、z轴方向体素网格个数dx、dy、dz，注意表示向上取整：
15、
16、用体素序号表示每一个体素网格，然后计算点属于哪一个体素网格，注意表示向下取整：
17、
18、通过上述计算将所有的点归到对应的网格序号中。
19、优选的，计算每个体素网格的几何中心点坐标(vx,vy,vz)，
20、
21、将体素中的点云降维处理，组成二维点集，计算该点集的凹包多边形，判断体素几何中心(vx,vy)是否被凹包多边形包含，若包含，则体素是有效体素，反之，无效体素。
22、优选的，寻找有效体素点云中距离体素几何中心最近的点a及其n个邻域点，计算n个点的xyz坐标平均值，得到点云质心c作为该体素输出的路径点，并将路径点转换至机器人坐标系下。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本方法是通过3d相机获取风力发电叶片点云，结合三维数据处理算法将规划出的喷涂轨迹以空间坐标的形式表现出来，并按照自定义的行和列间距规划出机器人可执行的路径轨迹。相比通过传统方式，对人力资源的需求会降低几倍，甚至几十倍。本方法具有高适应性，高精度和高度自动化的技术优势，提高了企业生产效率，增加企业核心竞争力，和有效的降低了企业对人力资源投入的成本。
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1.一种风叶喷涂路径轨迹的规划方法，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的一种风叶喷涂路径轨迹的规划方法，其特征在于，对扫描获取的点云数据利用体素网格滤波器进行降采样处理，将点云数据采样为指定大小间距的新点云。
3.根据权利要求2所述的一种风叶喷涂路径轨迹的规划方法，其特征在于，对点云数据采用半径离群点去除滤波器和统计离群点去除滤波器进行去噪处理，去除一部分的离群点和噪点。
4.根据权利要求3所述的一种风叶喷涂路径轨迹的规划方法，其特征在于，对点云数据进行聚类处理，对聚类后的点云块按照点数从多到少排序，取点数最多的点云块，删除非风叶的点云块。
5.根据权利要求1所述的一种风叶喷涂路径轨迹的规划方法，其特征在于，创建一个自定义坐标系，对所有点云计算平均值，得到点云中心，并设置为坐标系原点；垂直地面向上方向定义为Y轴，水平方向定义为X轴，风叶朝向机器人方向定义为Z轴。
6.根据权利要求5所述的一种风叶喷涂路径轨迹的规划方法，其特征在于，利用自定义坐标系将点云转化至机器人坐标系上，对点云计算法线，得到所有点的法线信息。p>
7.根据权利要求6所述的一种风叶喷涂路径轨迹的规划方法，其特征在于，求取X、Y、Z三个坐标轴上的最大值Xmax、Ymax、Zmax和最小值Xmin、Ymin、Zmin，求得点云最小包围盒的边长Lx、Ly、Lz：
8.根据权利要求7所述的一种风叶喷涂路径轨迹的规划方法，其特征在于，设置体素栅格X、Y、Z三个坐标轴上的边长Rx、Ry、Rz，Rx和Ry根据喷涂的间距进行设置，Rx代表水平方向上的间距，等同喷涂的线间距，Ry代表了竖直方向上的间距，等同喷涂时同一条线上的点间距，Rz则根据物体曲面变化情况进行设置，可以设置为Rx或者Ry的最大值，
9.根据权利要求8所述的一种风叶喷涂路径轨迹的规划方法，其特征在于，计算每个体素网格的几何中心点坐标(Vx,Vy,Vz)，
10.根据权利要求9所述的一种风叶喷涂路径轨迹的规划方法，其特征在于，寻找有效体素点云中距离体素几何中心最近的点A及其n个邻域点，计算n个点的xyz坐标平均值，得到点云质心C作为该体素输出的路径点，并将路径点转换至机器人坐标系下。
...【技术特征摘要】
1.一种风叶喷涂路径轨迹的规划方法，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的一种风叶喷涂路径轨迹的规划方法，其特征在于，对扫描获取的点云数据利用体素网格滤波器进行降采样处理，将点云数据采样为指定大小间距的新点云。
3.根据权利要求2所述的一种风叶喷涂路径轨迹的规划方法，其特征在于，对点云数据采用半径离群点去除滤波器和统计离群点去除滤波器进行去噪处理，去除一部分的离群点和噪点。
4.根据权利要求3所述的一种风叶喷涂路径轨迹的规划方法，其特征在于，对点云数据进行聚类处理，对聚类后的点云块按照点数从多到少排序，取点数最多的点云块，删除非风叶的点云块。
5.根据权利要求1所述的一种风叶喷涂路径轨迹的规划方法，其特征在于，创建一个自定义坐标系，对所有点云计算平均值，得到点云中心，并设置为坐标系原点；垂直地面向上方向定义为y轴，水平方向定义为x轴，风叶朝向机器人方向定义为z轴。
6.根据权利要求5所述的一种风叶喷涂路径轨迹的规划方法，其特征在于，利用自定义坐标系将点云转化至机器人坐标系上，对点云计算法线，得...
【专利技术属性】
技术研发人员：苗庆伟，孟万利，贺文强，
申请(专利权)人：河南埃尔森智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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