[发明专利]一种基于机器视觉的孔位识别方法

说明书

本发明公开了一种制孔机器人系统和一种基于机器视觉的孔位识别方法，所述一种制孔机器人系统包括控制部分、机械臂、多功能末端执行器、高分辨率高速相机和报警装置，所述基于机器视觉的孔位识别方法使用该制孔机器人系统，在CFRP样件钻孔前，对CFRP样件待钻孔位置进行记号划线，安装在多功能末端执行器上的高分辨率高速相机采集CFRP样件图像，然后对采集的CFRP样件图像进行灰度化、二值化、腐蚀预处理并等分处理，提取记号划线的端点坐标求解出记号划线的交点坐标，进而转换为机器人坐标系下的交点坐标，最后机械臂带动多功能末端执行器运动到记号划线交点处，完成准确制孔。本发明，简单易行，减少了人工定位的耗时，有效地提高了钻孔效率。

技术领域

本发明涉及精密测量技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的孔位识别方法。

背景技术

碳纤维复合材料(简称CFRP)以其高比强度、高耐热性、低比重、耐腐蚀性好等优点，在新型飞机的蒙皮等大型零部件得到了快速而广泛的应用。为了方便装配往往需要在CFRP样件表面进行制孔，传统的飞机装配制孔主要以手工制孔为主，缺点是效率较低、孔径存在缺陷等。现代飞机制造中对短周期、高质量、长寿命的要求更加严格，自动化机械制孔相较于人工制孔效率较高且制孔精度高，因此，自动化制孔技术在飞机数字化装配领域得到广泛的应用。

自动化制孔就是由自动控制系统控制机器人，利用安装在机器人手臂末端的多功能末端执行器对CFRP样件进行制孔，在制孔前对CFRP样件上待钻孔位的定位识别将直接关系到制孔的精度和制孔的质量，因此CFRP样件待钻孔孔位的自动识别是自动化制孔技术中的一个关键的技术问题，现有的孔位自动识别方法一般较为复杂且效率低下。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的要解决的技术问题是：发明一种简单高效且识别准确性高的孔位自动识别方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种制孔机器人系统，包括控制部分、机械臂、多功能末端执行器、高分辨率高速相机和报警装置。

所述控制部分包括处理器和存储器，所述控制部分分别与机械臂、多功能末端执行器和高分辨率高速相机电连接。

所述多功能末端执行器与机械臂的末端连接，所述高分辨率高速相机安装在多功能末端执行器上。

一种基于机器视觉的孔位识别方法，所述一种基于机器视觉的孔位识别方法使用制孔机器人系统，所述一种基于机器视觉的孔位识别方法包括如下步骤：

S100：对CFRP样件待制孔位置进行记号划线，通过专用装夹装置固定CFRP样件；

S200：所述高分辨率高速相机对CFRP样件进行图像采集，并将采集的CFRP样件图像传入存储器内；

S300：所述处理器对S200采集的CFRP样件图像进行处理，获得图像坐标系下的记号划线的交点坐标；

S400：所述处理器将图像坐标系下的记号划线的交点坐标转换为机器人坐标系下的交点坐标；

S500：所述控制部分控制机械臂带动多功能末端执行器运动到记号划线的交点坐标。

作为优选，所述S300具体包括如下步骤：

S310：所述控制部分利用OpenCV视觉库对CFRP样件图像依次进行灰度化、二值化、腐蚀处理；

S320：所述控制部分对经S310处理后的CFRP样件图像进行N*M等分，并将等分图像以动态数组的形式存入控制部分的存储器内；

S330：令i＝1；

S340：所述处理器利用霍夫变换算法对动态数组中的等分图像进行记号划线提取，如果等分图像中有记号划线，则提取记号划线的端点坐标，然后执行S380；否则执行S350；