[发明专利]三维复合材料预制件机器人缝合系统

权利要求书

1.一种三维复合材料预制件机器人缝合系统，该缝合系统包括机器人、单面缝纫机、结构光视觉传感器和图像处理单元；所述的单面缝纫机与结构光视觉传感器的外壳连接在一起，并固定在机器人手臂的末端；所述的结构光视觉传感器包括激光器和CCD摄像机，分别固定在结构光视觉传感器外壳内，所述CCD摄像机的光轴中心线与激光器的激光结构光面成30-60°角，并与缝合物的工件表面垂直；所述图像处理单元包括图像采集卡、PC机及图像处理程序库，所述的图像处理程序库包括缝合物类型判别模块、图像预处理模块、图像后处理模块和控制量输出模块；所述的CCD摄像机通过视频数据线与图像采集卡相连，图像采集卡安装在PC机主板插槽内，PC机通过串口与机器人相连。

2.根据权利要求1所述的三维复合材料预制件机器人缝合系统，其特征在于所述CCD摄像机的光轴中心线与激光器的激光结构光面成45°角。

3.根据权利要求1所述的三维复合材料预制件机器人缝合系统，其特征在于所述的机器人为六自由度工业机器人，负载最大150kg；单面缝纫机为2-Needle缝纫机；摄像机为工业摄像机，分辨率为352×288；激光器为半导体激光器，功率10mw，波长为635nm；图像采集卡为海康威视DH-4000系列采集卡；PC机配置为CPU Intel Pentium(R)4，256M内存，40GB硬盘。

4.根据权利要求1-4任一项所述的三维复合材料预制件机器人缝合系统，其特征在于所述的图像后处理模块采用纵坐标对比法检测特征点，所述的特征点为激光线(激光条纹中心线)与搭接缝合物上方的一块缝合物边缘的交点，具体算法如下：

设f(m)是激光线第m列上象素点的纵坐标，f(n)是第n列象素点纵坐标，则两点的纵坐标变化量K为：

K＝f(n)-f(m)

当满足以下四个条件时，第m和n列两象素点就是断点，第m列象素点即为所求特征点：

1)第m和n列象素点灰度值非零；

2)第m和n列之间的象素点灰度值为零；

3)K＝(2.5-3.5)s；

4)f(m)＜f(n)，

其中：s为缝合物的厚度值(mm)。