[发明专利]一种视觉定位方法、系统及计算设备

说明书

本发明公开了一种视觉定位方法，在计算设备中执行，包括步骤：获取工件表面的焊缝图像；基于焊缝提取模板确定焊缝图像上的焊缝特征点及其图像坐标；基于所述图像坐标确定焊缝特征点的世界坐标，以便基于焊缝特征点的世界坐标对工件进行焊接。本发明还一并公开了视觉定位系统、在系统中执行的视觉定位方法和计算设备。本发明的视觉定位方法，能实现对角焊缝坐标的精确定位，提高了焊缝提取和焊缝定位的效率。

技术领域

本发明涉及智能焊接技术领域，尤其涉及一种视觉定位方法、系统及计算设备。

背景技术

目前对工件焊接大多是通过人工焊接。人工焊接不仅效率低、产能有限，而且，焊接质量参差不齐、成品不美观。因此，在船舶、航空航天、工程机械和轨道交通等领域，采用焊接机器人实现智能焊接对于提高焊接品质、提升焊接效率具有重要意义。

采用焊接机器人进行智能焊接时，其核心问题是如何高效、精确地定位焊缝坐标。传统采用机器人示教的方法进行焊缝定位，该方法中机器人只能按照预设的轨迹焊接,因此当工件尺寸和定位出现偏差时，采用示教进行焊缝定位的方法便会失效。

另外，由于角焊缝的形式多样，所采集的角焊缝图像的特征表现也相应多样。现有技术中，尚未有一种通用性强、抗干扰能力强、精度高的针对角焊缝的提取和定位方法。

为此，需要提供一种针对焊缝的视觉定位方案，以解决上述技术方案中存在的问题。

发明内容

为此，本发明提供了一种视觉定位方法、视觉定位系统及计算设备，以解决或至少缓解上面存在的问题。

根据本发明的第一个方面，提供了一种视觉定位方法，在计算设备中执行，包括步骤：获取工件表面的焊缝图像；基于焊缝提取模板确定焊缝图像上的焊缝特征点及其图像坐标；基于所述图像坐标确定焊缝特征点的世界坐标，以便基于焊缝特征点的世界坐标对工件进行焊接。

可选地，在根据本发明的视觉定位方法中，基于所述图像坐标确定焊缝特征点的世界坐标的步骤包括：确定图像坐标与相机坐标之间的第一转化函数；根据第一转化函数，将焊缝特征点的图像坐标转化为相机坐标；确定相机坐标与机器人本体末端的焊枪坐标之间的第二转化函数；根据第二转化函数，将所述相机坐标转化为焊枪坐标，以便基于焊枪坐标对工件进行焊接。

可选地，在根据本发明的视觉定位方法中，所述焊缝为角焊缝，在基于焊缝提取模板确定焊缝图像上的焊缝特征点之前，包括步骤：获取工件表面的焊缝夹角；生成与所述焊缝夹角相对应的焊缝提取模板。

可选地，在根据本发明的视觉定位方法中，基于焊缝提取模板确定焊缝图像上的焊缝特征点的步骤包括：提取焊缝图像上的特征区域；将所述特征区域与焊缝提取模板相匹配，确定特征区域中与所述焊缝提取模板重合度最高的特征点为焊缝特征点。

可选地，在根据本发明的视觉定位方法中，所述焊缝图像是通过将结构光投射至工件表面后采集的。

可选地，在根据本发明的视觉定位方法中，提取焊缝图像上的特征区域的步骤包括：对焊缝图像进行锐化处理；对锐化后图像进行降噪和滤波处理；从滤波处理后的图像中提取结构光中心线，并基于结构光中心线确定焊缝特征点在图像中的粗定位坐标；基于所述粗定位坐标提取特征区域。

可选地，在根据本发明的视觉定位方法中，所述结构光中心线包括相交的第一结构光中心线和第二结构光中心线，所述焊缝特征点为第一结构光中心线与第二结构光中心线的交点，其中，确定焊缝特征点的粗定位坐标的步骤包括：确定第一结构光中心线对应的第一直线方程、以及第二结构光中心线对应的第二直线方程；基于所述第一直线方程和第二直线方程计算所述焊缝特征点的粗定位坐标。