[发明专利]一种汽修用车辆快速建模及喷漆路径规划方法

说明书

本发明公开了一种汽修用车辆快速建模及喷漆路径规划方法，基于车辆尺寸的基本参数，首先利用激光雷达扫描获得车头车尾位置，然后重新进行精确扫描，获得车身所在的精确位置，再进行第三次扫描，获得车身上的目标部件的精确数据，对激光雷达扫描数据进行筛选、格式转化、分割聚合、计算法向量得到包含法向量信息、且适宜计算喷枪轨迹的法向量点云，以法向量点云、喷枪的喷幅、喷枪步进长度为基本数据计算喷枪的运动轨迹。由此，本发明的汽修用车辆快速建模及喷漆路径规划方法不需要提前获知车辆的精确数据，适用于汽修领域种类繁多，需要快速实时建模并生成喷枪运动轨迹的场景，成功的将喷漆机器人引入了汽修领域。

技术领域

本发明涉及汽修领域，尤其涉及一种汽修用车辆快速建模及喷漆路径规划方法。

背景技术

随着汽车市场的不断发展，相应的汽车维修服务需求也与日俱增，其中汽车喷漆维修是维修服务中非常重要的一项。

传统的汽车喷漆维修都是依靠工人手持喷枪进行工作，通过手动进气压力控制出漆量，同时随机根据汽车表面变化调节喷枪与汽车表面的距离，这样就导致喷涂厚度不均匀、质量主要依靠喷漆工的个人感觉和个人的技术水平等问题，不仅喷漆质量完全是不可控的，而且喷漆效率也比较低下。

而在汽车生产领域使用的全自动喷漆机器人，不仅价格昂贵，且由于采用人工示教等方式规划喷漆路径，只适用于特定车型，特定部件的固定流水线喷漆工作，显然是无法适应汽车维修市场车型丰富多样，各部件表面差异巨大的应用场景。

要想将喷漆机器人应用于汽修领域，提高喷漆质量，必须要解决的问题是：

1、现场对车辆快速建模，因为汽修行业，每次维修的车辆都不尽相同，要想提前涵盖市面上所有车企、各种规格的车辆的数据模型既不现实，也没有必要，更何况很多车主会对自己的车辆进行个性化改造，也导致厂家提供的标准模型并不适用于市面上真正的车辆。

2、要精确测量喷枪与车辆的位置关系。传统的车辆建模，主要是模型本身上各个零部件之间的位置关系准确即可，但是若用于喷漆，则必须获知车辆自身各个面与喷枪的具体位置关系，考虑到汽修领域，车辆进入维修场所时停靠的位置不可能像整车厂家生产环节那么精准，所以喷漆机器人必须适应这样的场景变换，能够在车辆每次停靠位置不同的情况下，准确获知喷枪与车辆表面精确的位置关系，以便进行喷漆控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种汽修用车辆快速建模及喷漆路径规划方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种汽修用车辆快速建模及喷漆路径规划方法，包括：

S1、建立车型数据，所述车型数据包括车身基本尺寸数据、车身上各部件尺寸数据及各部件与车辆各基准点的位置关系；

S2、使用激光雷达进行粗略扫描，确定车辆所在位置；

S3、基于车辆所在的位置，结合需要建模的目标部件与基准点的位置关系，确定精确扫描路径，对目标部件进行精确扫描，获得原始点云；

S4、采集目标部件的精确数据，得到原始点云source_cloud；将原始点云source_cloud内的激光雷达的数据进行方格划分及格式转化，转换为三维坐标数据，得到三维坐标矩阵；

S5、将三维坐标矩阵内的三维坐标数据进行格式转化，存储为矩阵点云，计算矩阵点云中各个点的法向量，获得法向量点云；

S6、根据喷枪喷幅、法向量点云中各点的坐标、各点的法向量进行喷漆轨迹的规划。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

无需提前建立各种车型的精细模型，使喷漆机器人能适应汽车维修市场丰富多样的车型和部位形状差异大等复杂的应用场景，提高维修服务中汽车喷漆的质量和工作效率。