[发明专利]一种成捆棒材端面的标牌焊接定位方法

说明书

本发明属于焊接机器人技术领域，尤其涉及一种成捆棒材端面的标牌焊接定位方法。步骤如下：基于相机采集获取成捆棒材的端面图像，对端面图像进行矫正处理，得到矫正后的图像；针对矫正后的图像，基于棒材轮廓特征和质心坐标进行定位，得到焊接位置的像素坐标；基于激光传感器得到成捆棒材端面到相机的深度信息；根据深度信息和相机的内参，结合焊接位置的像素坐标，得到焊接位置在相机坐标系下的空间坐标；根据相机与执行器之间的齐次转换关系得到焊接位置在执行器坐标系下的空间坐标；得到焊接位置在世界坐标系下的空间坐标，作为最终焊接位置。通过多传感器融合技术进行定位，确定标牌焊接位置，焊接位置定位准确，减少人工投入和安全隐患。

技术领域

本发明属于焊接机器人技术领域，尤其涉及一种成捆棒材端面的标牌焊接定位方法。

背景技术

在棒材成品生产过程中，有一道非常重要的工序是给成捆金属棒材焊接标牌。即当棒材经轧制、定尺剪切、收集成捆、端面撞齐等工序后，被运送到焊接平台等待焊接标牌。标牌不仅记录了棒材的产品名称、执行标准、牌号/规格、批次号、长度/捆号、重量/支数、日期/班次，还打印着客户名称和生产厂家的地址、电话和二维码等重要信息，有着重要的说明作用和宣传作用。其中日期/班次记录了棒材被生产时的生产日期和生产班次，如果质量检查时发现棒材有质量问题，可以追根溯源查找原因，棒材标牌焊接也是质量保证体系中的重要一环。

目前通过人工肉眼识别对成捆棒材的标牌焊接定位，这种定位方法主观性大、位置选取随意，焊接效果混乱。另外人眼长时间在焊接环境工作会产生疲劳，工人视力会因此损伤，焊接效果也会更差。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有存在的技术问题，本发明提供一种成捆棒材端面的标牌焊接定位方法。该方法通过单目视觉和激光传感器的多传感器融合技术进行定位，确定标牌焊接位置，焊接位置定位准确，减少人工投入和安全隐患。

(二)技术方案

本发明提供一种成捆棒材端面的标牌焊接定位方法，包括如下步骤：

S1、基于相机采集获取成捆棒材的端面图像，并对所述端面图像进行矫正处理，得到矫正后的图像；

S2、针对矫正后的图像，基于棒材轮廓特征和质心坐标进行定位，得到焊接位置的像素坐标；

S3、基于激光传感器得到所述成捆棒材端面到相机的深度信息；

S4、根据所述深度信息和预先获取的相机的内参，结合焊接位置的像素坐标，得到焊接位置在相机坐标系下的空间坐标；

S5、建立手眼标定模型，得到相机坐标系到执行器坐标系的齐次转换矩阵，并利用所述齐次转换矩阵基于焊接位置在相机坐标系下的空间坐标，得到焊接位置在执行器坐标系下的空间坐标；

S6、依据上位机实时获取的执行器坐标系与世界坐标系的转换关系，根据焊接位置在执行器坐标系下的空间坐标和获取的执行器坐标系与世界坐标系的关系，得到焊接位置在世界坐标系下的空间坐标，作为最终焊接位置，完成定位。

进一步地，所述步骤S1之前包括：通过相机标定，获取相机的内参和畸变参数。

进一步地，所述步骤S2包括：

S21、识别所述矫正后的图像中的棒材目标；

S22、对所述棒材目标中粘连的棒材进行分割，得到相互分离的棒材图像；

S23、提取所述相互分离的棒材图像中棒材的轮廓特征和质心坐标，得到焊接位置。

进一步地，所述步骤S22中，采用完全腐蚀和距离变换的方法分割粘连的棒材。

进一步地，所述步骤S23具体包括：