[发明专利]复杂空间曲线焊缝的焊接位姿调整方法及装置

说明书

本申请实施例公开了一种复杂空间曲线焊缝的焊接位姿调整方法及装置。所述方法包括：基于自更新模板匹配算法，提取复杂空间曲线焊缝图像的焊缝特征点坐标；根据焊缝特征点坐标，计算当前期望的焊接点坐标，并根据当前期望的焊接点坐标，计算复杂空间曲线焊缝跟踪过程中的焊缝偏差，以使根据焊缝偏差对焊接位置进行实时调整；根据焊缝特征点坐标，建立复杂空间曲线焊缝的离散姿态模型，以使根据离散姿态模型对焊接姿态进行实时调整。本申请实施例可以实现复杂空间曲线焊缝的焊接位置和姿态的实时调整，保证了焊接质量和焊接稳定性。

技术领域

本申请涉及焊接技术领域，具体涉及一种复杂空间曲线焊缝的焊接位姿调整方法及装置。

背景技术

随着计算机视觉、自动控制理论和人工智能技术的发展，机器人焊接得到了迅猛的发展。其中，基于结构光传感器的机器人焊接利用结构光视觉传感器获取焊缝图像后，首先需要通过图像处理算法完成对焊缝的识别与焊缝特征点的提取，然后基于焊缝特征点的坐标信息设计控制算法从而实现焊缝的自动跟踪。

由于激光条纹超前焊枪一段距离，对于空间曲线焊缝的焊缝跟踪，如何克服视觉超前并准确的获取焊接过程中实时的焊接偏差是一个亟需解决的问题。同时，焊接姿态也是影响焊缝成形和焊接质量的一个重要因素，为了保证焊接质量，在复杂空间曲线焊缝的焊接过程中，对焊接机器人焊接姿态的实时调整非常有必要。

发明内容

由于现有方法存在上述问题，本申请实施例提供一种复杂空间曲线焊缝的焊接位姿调整方法及装置。

具体的，本申请实施例提供了以下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种复杂空间曲线焊缝的焊接位姿调整方法，包括：

步骤101，通过激光焊缝跟踪传感器采集复杂空间曲线焊缝的图像；

步骤102，基于自更新模板匹配算法，提取复杂空间曲线焊缝图像的焊缝特征点坐标；

步骤103，根据所述焊缝特征点坐标，计算当前期望的焊接点坐标，并根据所述当前期望的焊接点坐标，计算复杂空间曲线焊缝跟踪过程中的焊缝偏差，以使根据所述焊缝偏差对焊接位置进行实时调整；

步骤104，根据所述焊缝特征点坐标，建立复杂空间曲线焊缝的离散姿态模型，以使根据所述离散姿态模型对焊接姿态进行实时调整。

可选的，基于自更新模板匹配算法，提取复杂空间曲线焊缝图像的焊缝特征点坐标，包括：

步骤201，对复杂空间曲线焊缝图像进行像素灰度值计算，确定所述焊缝图像的感兴趣区域；

步骤202，根据所述焊缝图像的特征，生成所述焊缝图像对应的匹配模板，并基于模板匹配算法，提取所述焊缝图像的焊缝特征点坐标；

步骤203，根据当前提取的焊缝特征点坐标，对所述匹配模板进行更新，以及确定下一帧焊缝图像的感兴趣区域，以使根据更新后的匹配模板，提取下一焊缝特征点坐标；

步骤204，重复执行步骤203，实现整个复杂空间曲线焊缝图像的焊缝特征点坐标提取。

可选的，在提取复杂空间曲线焊缝图像的焊缝特征点坐标后，还包括：

根据激光焊缝跟踪传感器坐标系与焊接机器人基坐标系之间的坐标变化关系，将每一个焊缝特征点在所述激光焊缝跟踪传感器坐标系下的二维坐标转化到所述焊接机器人基坐标系下的三维坐标；

根据所述复杂空间曲线焊缝图像中激光条纹形态的变化，获取所述复杂空间曲线焊缝图像中的焊缝初始点坐标，并将所述焊缝初始点坐标转换到焊接机器人基坐标系下；

将焊接机器人基坐标系下的焊缝初始点坐标与由焊缝特征点坐标形成的示教轨迹中的初始点坐标进行对比，得到焊缝初始点坐标偏差；