[发明专利]一种采用分块位姿的鞋底打磨方法及装置

权利要求书

1.一种采用分块位姿的鞋底打磨方法，鞋底包括由下至上向外倾斜延伸的轮廓，其特征在于：包括如下步骤：

A、获取鞋底的三维点云，根据该三维点云获取鞋底底面的点云，并根鞋底底面点云提取鞋底的下边缘边界轨迹；

B、对下边缘边界轨迹依次进行平滑处理、B样条拟合和水平方向的内缩偏置，得到最终的鞋底打磨轨迹，并赋予各轨迹点打磨的先后顺序；

C、将鞋底打磨轨迹分为多个区块，多个区块包括鞋头块、鞋尾块和若干中间块，各中间块的长度相同；

D、机器人的打磨姿态由切向量v_t、法向量v_n和向量v_a确定，对于包含在各中间块内的轨迹点，切向量v_t方向与工具坐标系的x轴方向相同，法向量v_n方向取该区块内所有轨迹点的法向量角度的平均值，向量v_a则与切向量v_t和法向量v_n垂直；对于包含在鞋头块和鞋尾块内的轨迹点，切向量v_t方向与工具坐标系的z轴方向相同，法向量v_n方向取该区块内所有轨迹点的法向量角度的平均值，向量v_a则与切向量v_t和法向量v_n垂直；其中，工具坐标系的x轴方向为鞋底在被打磨时移动的方向，z轴为与x轴同一平面且垂直于x轴的方向；

E、分别获取各区块与其下一区块的法向量v_n角度的差值，根据该差值设置渐变值，当打磨至一区块的尾部时，每经一个轨迹点，该区块的法向量v_n就按照渐变值变化一次，当打磨至下一区块时，该区块的法向量v_n刚好变为下一区块的法向量v_n；

F、机器人按照步骤B所述的鞋底打磨轨迹，并根据各轨迹点打磨的先后顺序以及经步骤E后的切向量v_t、法向量v_n和向量v_a，对鞋底进行打磨。

2.根据权利要求1所述的一种采用分块位姿的鞋底打磨方法，其特征在于：所述轮廓包括鞋底部、鞋尾部和设置在鞋底部与鞋尾部之间的中间部，鞋底部、鞋尾部和中间部的倾斜角度均不相同，所述步骤C中，鞋头块的长度为鞋头至鞋头部与中间部的倾斜角度变化最大处，鞋尾块的长度为鞋尾至鞋尾部与中间部的倾斜角度变化最大处。

3.根据权利要求1所述的一种采用分块位姿的鞋底打磨方法，其特征在于：所述步骤E中，具体包括：设某一区块中包含的轨迹点为n个，法向量v_n开始变化的轨迹点为第m个，则该区块的渐变值＝差值/(n-m)，其中，

4.根据权利要求2所述的一种采用分块位姿的鞋底打磨方法，其特征在于：所述步骤B中，将鞋头部与中间部的倾斜角度变化最大处对应的轨迹点定为起始轨迹点，并顺时针排列各轨迹点打磨的先后顺序。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种采用分块位姿的鞋底打磨方法，其特征在于：所述步骤A具体包括如下步骤：

A1、通过双目线结构光相机对所需打磨的鞋底进行三维扫描，并通过鞋底扫描打磨软件获取鞋底的三维点云；

A2、将三维点云进行分块处理，并对分块后的每块点云进行平面分割，获取鞋底底面的点云；

A3、通过欧式分割获得更加精准的鞋底底面的点云；

A4、根据经步骤A3得到的鞋底底面的点云提取鞋底的下边缘边界轨迹。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种采用分块位姿的鞋底打磨方法，其特征在于：所述步骤B中，内缩偏置的尺寸根据打磨头的尺寸确定。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种采用分块位姿的鞋底打磨方法，其特征在于：所述步骤D中，所述法向量角度为法向量与水平参考线之间的角度。

8.一种采用分块位姿的鞋底打磨装置，其特征在于：包括：

打磨轨迹确定模块：用于获取鞋底的三维点云，根据该三维点云获取鞋底底面的点云，并根鞋底底面点云提取鞋底的下边缘边界轨迹；对下边缘边界轨迹依次进行平滑处理、B样条拟合和水平方向的内缩偏置，得到最终的鞋底打磨轨迹，并赋予各轨迹点打磨的先后顺序；

分块模块：用于将鞋底打磨轨迹分为多个区块，多个区块包括鞋头块、鞋尾块和若干中间块，各中间块的长度相同；

姿态确定模块：用于确定各区块内机器人的打磨姿态：对于包含在各中间块内的轨迹点，切向量v_t方向与工具坐标系的x轴方向相同，法向量v_n方向取该区块内所有轨迹点的法向量角度的平均值，向量v_a则与切向量v_t和法向量v_n垂直；对于包含在鞋头块和鞋尾块内的轨迹点，切向量v_t方向与工具坐标系的z轴方向相同，法向量v_n方向取该区块内所有轨迹点的法向量角度的平均值，向量v_a则与切向量v_t和法向量v_n垂直；其中，工具坐标系的x轴方向为鞋底在被打磨时移动的方向，z轴为与x轴同一平面且垂直于x轴的方向；

平滑模块：用于分别获取各区块与其下一区块的法向量v_n角度的差值，根据该差值设置渐变值，当打磨至一区块的尾部时，每经一个轨迹点，该区块的法向量v_n就按照渐变值变化一次，当打磨至下一区块时，该区块的法向量v_n刚好变为下一区块的法向量v_n；

动作模块：机器人按照所述的鞋底打磨轨迹，并根据各轨迹点打磨的先后顺序以及经平滑模块处理后的切向量v_t、法向量v_n和向量v_a，对鞋底进行打磨。