[发明专利]控制表面的方法

说明书

本发明涉及一种使用将安装在机器人(4)上的图像捕获装置检查工件(2)的表面(1)的方法，所述图像捕获装置(3)包括传感器以及与光心C、角孔径(alpha)和景深(DoF)相关联，并限定一锐度体积(6)的透镜。该方法包括以下操作：加载表面(1)的虚拟三维模型；生成锐度体积(6)的虚拟三维模型；使用锐度体积(6)的虚拟三维模型的多个单元模型铺砌表面(1)的模型；对于单元模型(6)的每个位置，计算被称为采集位置的图像捕获装置(3)的对应位置。

技术领域

本发明涉及控制领域，更准确地说，是涉及使用矩阵光学传感器的机器人控制应用领域。

背景技术

在工业上，已知在机器人上搭载例如矩阵光学传感器等相机。对于许多应用，需要精确地知晓末端执行器在机器人上的位置。对于光学传感器，相机的光心位置用作机器人的光学基准。

一种常见应用的示例是通过热成像控制表面。在大型部件上，有必要使用被定位在机械臂上的红外相机进行几次从不同角度获取的采集。

已知在复合材料部件上使用矩阵传感器检测(例如在红外范围内)，但主要用于实验室或用于在具有相对简单几何形状的表面上进行生产。相对简单的几何形状意味着在表面没有明显的曲率或起伏。

开发一种在工业条件下控制复杂几何形状的部件的方法需要掌握：

-相对于嵌入工业机器人中的矩阵传感器的位置和定向观察的区域，

-关于影响控制方法的参数的机器人轨迹的设计。

观察区域的控制基于待控制表面在该表面和相机的光心之间的给定焦距处的精确定位，以及根据相机的景深。

通常通过讲授或通过在被控制部分直接实验实现机器人轨迹的设计。

发明内容

一种通过待安装在运载机器人上的相机控制部件的目标表面的方法，所述相机包括传感器以及与光心C、角孔径和景深PC相关联并限定锐度体积的光学器件，所述方法包括以下步骤：

a)在虚拟设计环境中加载目标表面的三维虚拟模型，

b)在虚拟环境中生成锐度体积的三维虚拟模型，

c)在虚拟环境中通过锐度体积的所述三维虚拟模型的多个单元模型铺砌目标表面的模型，

d)对于所述单元模型的每个位置，计算被称为采集位置的相机的相应位置。

该方法允许自动地限定机器人的交叉点，以及因此限定一种允许其在采集点处连续地移动相机的预限定轨迹。该方法的优点是其可以完全地在虚拟环境中执行，而通常步骤包括通过直接地在部件上实验学习来创建轨迹。

根据一种示例，锐度体积的三维虚拟模型的生成包括以下操作：

-在虚拟环境中加载相机的三维模型，

-生成截棱锥，所述截棱锥的：

о顶部是光心C，

о角孔径(或孔径锥)是光学器件的角孔径(或孔径锥)，

о两个相对侧面分别限定第一锐平面PPN和最后锐平面DPN，所述第一锐平面PPN和最后锐平面DPN的间距对应于光学器件的景深PC。

锐度体积的该三维虚拟模型允许简单、虚拟地表示光学器件参数。它与光学器件的特征直接地有关。

根据一种优选的实施例，所述表面被定位在锐度体积的每个三维虚拟模型单元模型的第一锐平面PPN和最后锐平面DPN之间。

该特定定位通过使用锐度体积的三维虚拟模型实现，并在表面控制过程中保证每次采集的清晰图像。