[发明专利]一种基于视觉的搅拌摩擦焊机器人空间曲线轨迹跟踪方法

权利要求书

1.一种基于视觉的搅拌摩擦焊机器人空间曲线轨迹跟踪方法，其特征在于，在机器人搅拌头的主轴上设置视觉传感模块，通过视觉传感模块采集焊缝图像，进行焊缝轨迹跟踪，包括以下步骤：

视觉传感模块对焊缝图像进行采集并二值化，提取到在工件世界坐标系下焊缝中心坐标；

读取机器人底座坐标系下的机器人搅拌头坐标，焊接方向为y方向；当机器人搅拌头坐标的y坐标值发生改变时，说明焊接进行，将视觉传感模块识别的工件世界坐标系下的焊缝中心坐标转换成机器人底座坐标系的焊缝中心坐标；

将机器人底座坐标系的焊缝中心坐标存储在临时数组[A]中，并对机器人底座坐标系的焊缝中心坐标进行平滑降噪处理，处理后的数据进行离散化存在临时数组[B]中；

将当前机器人底座坐标系下的搅拌头y坐标值与数组[B]中y坐标值时刻对应的焊缝中心坐标(x_B,y_B)进行对比：当y＝y_B+0.01时，对比y＝y_B时的机器人底座坐标系下的搅拌头X方向坐标值，并将X方向坐标值与数组[B]中的x_B坐标值做差值计算得到偏移量，将偏移量反馈到机器人主轴控制系统用于实现搅拌头的纠偏。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉的搅拌摩擦焊机器人空间曲线轨迹跟踪方法，其特征在于，每对比一次(x_B,y_B)之后将该坐标进行删除，下一组对比的临时数组[B]的元素仍定义为(x_B,y_B)。

3.根据权利要求1所述的一种基于视觉的搅拌摩擦焊机器人空间曲线轨迹跟踪方法，其特征在于，所述视觉传感模块包括图像传感器、激光发生器和通讯模块；所述图像传感器设于机器人搅拌头的主轴上，图像传感器的光轴与激光发生器激光光轴的交点位于焊缝平面内，图像传感器采集的图像通过通讯模块反馈至主轴控制系统。

4.根据权利要求1所述的一种基于视觉的搅拌摩擦焊机器人空间曲线轨迹跟踪方法，其特征在于，将工件世界坐标系下的焊缝中心坐标与机器人底座坐标系变换，具体如下：

焊缝中心坐标A在机器人底座坐标系中表示为：

其中，x,y为机器人底座坐标，则转换差值Δx,Δy由下式计算得到：

其中，图像传感器中心距焊缝中心的距离为d_j，d′_j＝d_j+δ；

其中，图像传感器中心与机器人主轴之间的距离作为前置距离d_q、图像传感器轴线与机器人主轴轴线偏差δ测量出并输入算法中，θ为d_q与y方向的夹角。

5.根据权利要求1所述的一种基于视觉的搅拌摩擦焊机器人空间曲线轨迹跟踪方法，其特征在于，将求解的X方向偏移量反馈机器人主轴控制系统，用于机器人主轴控制系统完成搅拌头的纠偏，最后完成对空间曲线轨迹的跟踪。