[发明专利]一种焊缝轨迹实时定位方法、装置、存储介质及终端

说明书

本发明公开了一种焊缝轨迹实时定位方法、装置、存储介质及终端，通过获取由激光3D视觉系统采集的工件任意姿态下的焊缝轨迹识别及定位，为智能焊接提供必要的焊接轨迹信息；本焊缝轨迹实时定位方法实现简单，仅需获取由3D视觉系统采集的焊缝，无需额外的图像采集和处理，无需导入工件标准3D模型；应用方案灵活，对于任意摆放的工件通过一次扫描即可识别焊缝，并提供焊缝轨迹完整的位置和姿态信息；实时性高，可对工件进行在线扫描，分析当前工装间隙和焊缝宽度等。

技术领域

本发明涉及3D识别领域，尤其涉及的是一种焊缝轨迹实时定位方法、装置、存储介质及终端。

背景技术

在智能制造大背景下，发展智能焊接技术是提升工业制造效率的重要方式。区别于传统机器人焊接领域的人工示教焊接技术，搭载视觉系统的智能化焊接机器人能够实现对工件焊缝的自动识别、定位以及焊接轨迹规划，整个焊接过程实现无人化焊接，极大提高工作效率，减少作业过程中出现的人工事故。在以视觉为基础的智能焊接技术中，最重要的一环就是利用视觉技术对工件焊缝进行识别和定位。

目前，常见的焊缝轨迹识别视觉技术主要包括采用2D图像技术进行焊缝识别、图片识别+3D模型焊缝识别技术、图片识别+3D重构焊缝识别技术等（如，1、CN201410540251.9，基于三维模型与机器视觉的自动焊接方法及焊接装置，2、CN201910721074.7，一种机器人焊接装置及焊缝轨迹的获取方法，3、CN201910540879.1，一种基于图像处理的结构光焊缝识别方法）。可见，目前焊缝轨迹获取采用的是2D图片与3D数据的融合技术，但是，2D图片仅具备识别功能，无法提供焊缝的位置信息，通过图片识别出焊缝，再将识别出来的2D焊缝贴合到3D数据中，进一步生成焊缝的空间轨迹。这种方式尽管能够对焊缝轨迹进行粗定位，但需要2D相机和3D相机两套硬件，导致系统的复杂度提升、系统误差增加、成本增加；在2D与3D数据对齐的过程中容易引入误差损失位置精度；对于复杂空间曲线焊缝2D相机无法真正反映焊缝形状，导致与3D数据对齐失败。可见，为提升焊接机器人的智能化及实用化能力，需要提供一种系统简单且能快速、准确获取工件焊缝位置和姿态的焊缝轨迹实时定位方法。

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焊缝轨迹实时定位方法、装置、存储介质及终端，能简单且快速、准确获取工件焊缝位置和姿态，以提升焊接机器人的智能化及实用化能力。

本发明的技术方案如下：一种焊缝轨迹实时定位方法，其中，具体包括以下步骤：

获取待焊接工件上的多条线激光图像；

识别线激光图像上的焊缝候选点，对焊缝候选点进行分类形成点集合，通过点集合形成多条候选焊缝轨迹；

根据线激光图像得到待焊接工件的3D重构模型；

对得到的待焊接工件的3D重构模型进行分析，提取待焊接工件的特征曲面；

根据待焊接工件的特征曲面从多条候选焊缝轨迹中筛选出正确的焊缝轨迹。

所述的焊缝轨迹实时定位方法，其中，所述根据线激光图像得到待焊接工件的3D重构模型中，具体包括以下过程：通过获取多条单条线激光图像，依次对每条线激光图像进行空间坐标转换，将每条线激光图像转换为一列空间点坐标，最终将计算所得多列空间点坐标进行拼接形成完整的待焊接工件3D点云数据，得到待焊接工件的3D重构模型。

所述的焊缝轨迹实时定位方法，其中，所述识别线激光图像上的焊缝候选点，对焊缝候选点进行分类形成点集合，通过点集合形成多条候选焊缝轨迹中，具体包括以下步骤：

s21：对线激光3D视觉系统采集待焊接工件上的所有线激光图像逐一进行激光中心线提取；

s22：逐一提取全部激光中心线上的焊缝候选点，其中，所述焊缝候选点为待焊接工件中不同面之间的衔接处的点；