[发明专利]一种基于深度相机的大型零部件孔轴自动装配对中测量方法

权利要求书

1.一种基于深度相机的大型零部件孔轴自动装配对中测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a：将孔零件1固定，在孔零件1的内孔中安装标定杆4，使标定杆4轴线与孔零件1轴线同轴，在孔零件1上方固定深度相机3，在装配过程中保持孔零件1与深度相机3的位置不变。调整深度相机3位置，使深度相机3可以采集到深度相机上结构光投射器照射在标定杆4上的条纹图像，通过对深度图像进行图像处理，得到标定杆4上表面的三维点云，然后通过点云拟合得出标定杆4的轴线OZ，该轴线即为孔零件1的轴线，此步骤完成孔零件1的轴线标定；

步骤b：取下孔零件1上的标定杆4，保持孔零件1和深度相机3的相对位置不变，将待装配的轴零件6向标定好轴线的孔零件1移动，通过深度相机3采集其上结构光投射器发射到轴零件上表面的条纹图像，对深度图像进行处理以及点云拟合计算，得到轴零件的轴线O1O2，该步骤完成待装配轴零件的轴线计算；

步骤c：以孔零件轴线OZ为基准，计算轴零件轴线O1O2比与孔零件轴线OZ的偏差量，根据该偏差量调整带轴零件的位置和姿态；

步骤d：重复步骤b和步骤c，直至轴零件6的轴线和孔零件1的轴线同轴，即可完成大型孔轴零件的自动装配对中测量。

2.如权利要求1所述的一种基于深度相机的大型零部件孔轴自动装配对中测量方法，其特征在于，步骤a中获取孔零件轴线OZ的具体过程如下：

在装配系统中使用结构光投射器3b在标定杆表面投射结构光，用深度相机3a捕捉标定杆外表面数据信息图。根据相机模型将信息图数据转化为点云图。对点云图进行去燥和采样预处理，对预处理后的点云进行圆柱体拟合，从而得到拟合后圆柱体在深度相机坐标系下的轴线坐标信息。

3.如权利要求1和2所述的一种基于深度相机的大型零部件孔轴自动装配对中测量方法，其特征在于，所述步骤a中拟合点云求取标定杆轴线的步骤如下：

步骤a1：圆柱面的拟合。为了减少噪点对拟合结果的影响，首先对点云进行去燥处理，然后采用基于一致性算法和最小二乘法的圆柱面拟合算法；

步骤a2：圆柱轴心的获取。用粒子群算法来优化直线参数，使距离的方差尽可能的小，不断逼近轴线。

4.如权利要求2所述的一种基于深度相机的大型零部件孔轴自动装配对中测量方法，其特征在于，将深度相机采集的深度图像处理成点云数据的具体方法为：

采用线面模型求出条纹上任意点的三维坐标，进而根据多组数据得出点云，或者通过五步移相法重构出空间坐标点云。