[发明专利]大体积工件高密度焊点定位方法、装置、存储介质及终端

说明书

本发明公开了一种大体积工件高密度焊点定位方法、装置、存储介质及终端，使用结构点云映射至二维图像的方法定位焊点，再根据焊点在图像中的位置(u,v)检索点云中对应的点，得到包含高度信息的三维坐标点；采用旋转点云的方式使目标点云与Z轴垂直，将目标点云的面信息最大程度地映射至二维，更完整地保留细节、提高计算精度；采用大视场结构光3D相机无需大面积扫描，使用三维点云映射二维图像的方法精准提取焊点坐标，有效避免了2D相机环境光对图像的影响，仅采集一次便可准确计算并有序输出视场内所有焊点的三维坐标，识别速度快、焊接效率高，完美适用于大体积高密度焊点的工件焊接。

技术领域

本发明涉及焊接技术及机器视觉领域，尤其涉及的是一种大体积工件高密度焊点定位方法、装置、存储介质及终端。

背景技术

电弧焊是工业生产中应用最广泛的焊接技术，但基于其易致人灼伤、引起电光性眼炎及具有光辐射危害等对人体不利因素的考虑，因此，结合视觉传感器的焊接机器人代替人工势必得到广泛应用。现有的焊接机器人中，焊点定位检测方法常采用线扫激光作为视觉传感器，其激光线短且需高精度传送装置对焊接物体表面进行扫描，而且扫描面积小且价格高昂，无法适用于焊接目标物体庞大、焊点密集且精度要求较高的加工件。而2D相机虽然可以实现对焊接目标物体庞大的加工件进行扫描，但2D相机受环境光影响较大，易导致焊点定位坐标(x,y)不准，且针对物体表面不同高度的焊点无法计算其Z方向的值，即无法准确定位焊点的三维世界坐标。

因此，现有的技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大体积工件高密度焊点定位方法、装置、存储介质及终端，旨在解决现有的线扫激光视觉传感器或2D相机都无法同时很好地解决焊接目标物体庞大、焊点密集且精度要求较高的加工件的焊点识别问题。

本发明的技术方案如下：一种大体积工件高密度焊点定位方法，其中，具体包括以下步骤：

获取工件点云数据；

拟合一个平面，对拟合的平面进行点云平面分割，得到平面方程系数；

计算Z轴与平面法向量之间的夹角，将得到的工件点云数据和拟合的平面按照计算的夹角角度进行旋转，旋转至平面法向量与Z轴方向平行，得到新的平面方程系数；

将旋转后的工件点云数据转换为结构点云；

结合新平面方程系数的平面方程计算结构点云中每个点到平面的距离，将距离小于距离阈值的点进行标记，将结构点云中的点从三维映射二维，得到带有标记、仅包含工件信息的二维图像；

寻找二维图像的轮廓；

根据二维图像的轮廓计算得到全部轮廓的角点，通过轮廓的角点计算出二维焊点坐标；

将得到的二维焊点坐标映射为三维坐标；

将得到的三维坐标点进行点云旋转变换，得到焊点的三维坐标并输出。

所述的大体积工件高密度焊点定位方法，其中，将得到的工件点云数据和拟合的平面按照计算的夹角角度进行旋转，旋转矩阵为Matrix。

所述的大体积工件高密度焊点定位方法，其中，所述结合新平面方程系数的平面方程计算结构点云中每个点到平面的距离，将距离小于距离阈值的点进行标记中，通过将阈值范内的点对应灰度值设置为255，阈值外的点灰度值设置为0，即可实现标记。

所述的大体积工件高密度焊点定位方法，其中，所述寻找二维图像的轮廓中，二维图像的轮廓寻找完毕后，对二维图像进行像素扩展和腐蚀处理，使轮廓的角点落在工件交叉位置。