[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

说明书

本发明公开了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，包括如下步骤：1、将机器人、传感器、工件模型导入软件；2、根据工件的绝对位姿、机器人工具的绝对位姿等数据，重新布置步骤1中设备的位姿；3、在工件模型上拾取一条特征边和与该特征边相邻的两个特征表面；4、获取相机坐标系的光平面上一点和法向量在世界坐标系下的表示；5、创建激光平面α_l；6、创造激光平面α_l与特征边的交点、α_l与第一特征面的交线、α_l与第二特征面的交线；求出交线在交点处的参数以及对应的向量；7、获取传感器激光平面在工件上的仿真激光线。该方法能有效解决结构光传感器在镜面反射干扰下识别精度低的问题，提高了传感器的适用范围。

技术领域

本发明属于机器人与计算机图形学领域，具体涉及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。

背景技术

目前随着智能制造的发展，工业应用中，非接触式的结构光视觉传感器应用越来越广泛，在曲面造型加工检测，工件质量检测，焊缝跟踪等领域，结构光视觉传感器已经得到了广泛的应用。采用线结构光方式的视觉传感器，满足激光三角法测量模型，是一种非接触、测量速度快、精度较高的测量方式。激光线照射到被测物体表面，形成光条纹，该光条纹受到被测物体表面几何形状的影响而出现不连续、畸变的现象，这种变化包含了被测物体表面的深度信息。通过对采集的激光条纹图像进行分析，提取出激光条纹的中心线，根据相机与激光器构成的几何模型，就能够计算出激光中线上的点的空间位置，从而获得被测物体表面的结构信息。

由于在工业环境下，存在噪声、光线等干扰，传感器检测到的到的光条纹不能准确反映真实的工件信息，影响后续处理。因此，需要在仿真环境中获得理想的工件表面激光线。

发明内容

本发明提出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，其目的在于出现环境干扰的情况下，准确获取工件表面的激光线，提高结构光视觉传感器的精度和适用范围，本发明应用于工业机器人仿真系统。

本发明至少通过如下技术方案之一实现。

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，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；