[发明专利]一种用于工件检测的结构光传感器仿真激光线的生成方法

权利要求书

1.一种用于工件检测的结构光传感器仿真激光线的生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将机器人、结构光传感器、工件模型导入到机器人仿真软件中，生成仿真环境；

(2)根据工件的绝对位姿机器人工具中心点坐标系的绝对位姿的数据，重新布置步骤(1)中设备的位姿；

(3)根据步骤(2)中布置好的设备位姿，在工件模型上拾取结构光传感器需要检测的一条特征边和与该特征边相邻的两个特征表面；

(4)根据相机相对于机器人工具中心点坐标系的手眼关系位于结构光传感器中的结构光发射器生成的激光平面在相机坐标系下的方程和步骤(3)中的特征边和两个特征表面，得到在相机坐标系下的激光平面上一点和其法向量在世界坐标系下的表示；

(5)根据步骤(4)得到的点和法向量，创建激光平面α_l；

(6)分别创建激光平面α_l与特征边的交点P_le、α_l与第一特征面的交线C₁、α_l与第二特征面的交线C₂；求出曲线C₁和C₂在P_le处直线参数方程的参数d₁和d₂，参数的范围在0到1之间；通过参数d₁和d₂的预设增量d′₁和d′₂，都取0.5，求出曲线C₁上从d₁到d′₁两点的向量V₁和曲线C₂上d₂到d′₂两点的向量V₂，通过向量V₁和V₂，判断增量d′₁和d′₂的正负符号；判断增量d′₁和d′₂的正负符号；

(7)获取传感器激光平面在工件上的仿真激光线，将仿真激光线离散以文本格式保存为三维空间中的点。

2.根据权利要求1所述一种用于工件检测的结构光传感器仿真激光线的生成方法，其特征在于：所述激光平面在相机坐标系下的方程为Ax+By+Cz+1＝0，其中，A、B、C表示相机坐标系下平面方程的系数。

3.根据权利要求2所述一种用于工件检测的结构光传感器仿真激光线的生成方法，其特征在于：步骤(4)中，在相机坐标系下的激光平面上一点和其法向量在世界坐标系下的表示，具体如下：

设在相机坐标系下平面上的一点法向量N(A,B,C)，由相机相对于机器人工具中心点坐标系的手眼关系和机器人工具中心点坐标系的绝对位姿得出相机坐标系相对于世界坐标系的位姿

式中：表示相机相对于机器人工具中心点坐标系的手眼关系；

表示机器人工具中心点(TCP)坐标系的绝对位姿；

表示相机坐标系在世界坐标系下的齐次变换矩阵；

c、t、w分别表示相机坐标系、工具坐标系、世界坐标系；

为了便于计算，将点P₀和法向量N表示为和N′(A,B,C,0)，通过式(1)求出应用齐次变换，即将相机坐标系下的激光平面上的点P₀和法向量N变换到世界坐标系下的P″₀和N″：

4.根据权利要求3所述一种用于工件检测的结构光传感器仿真激光线的生成方法，其特征在于：步骤(5)的激光平面α_l是利用开源三维建模引擎库OCCT中的几何平面类创建，传入世界坐标系下的点P″₀和点N″。