[发明专利]管道检测路径规划方法

说明书

本发明公开了一种管道检测路径规划方法，包括：获取管道外形原始的三维点云数据，并对所述三维点云数据进行预处理；根据预处理过后的三维点云数据寻找管道的边界点并建立工件坐标系；获取管道截面位置及搜索方向，计算截面各项参数；搜索退出判定；截面修正判定；修正截面位置及搜索方向；计算截面参数并向搜索方向运动适当步距寻找新的截面；建立路径节点位姿；本发明能够提高管道检测的自适应性，能够显著减少相关工作人员对于管道检测的工作量。

技术领域

本发明涉及工业机器人智能探伤检测技术领域，特别是一种管道检测路径规划方法。

背景技术

管道缺陷检测以超声波探测技术为媒介，通过超声波探伤仪扫描获取工件缺陷图像信息，对管道质量进行分析评价，是管道制造加工中的重要环节，属于高精度、高效率的探伤技术。伴随制造业转型升级，管道缺陷检测在自动化、柔性化和智能化方面的需求十分强烈。

管道缺陷检测中，通常使用手工探伤或机器人携带仪器通过预设路径对管道进行探伤，前者无法满足大批量的工件检测效率，后者能够有效提高检测效率，但预设路径难以满足多样化的工件，且成本高昂。

随着激光扫描仪和深度相机在测量和视觉传感领域的发展与应用，实际工件可以被离散化为3D点云数据，为机器人探伤路径智能规划提供了新思路。因此，基于3D点云数据，对于尺寸允许下的管道工件，怎样实现机器人管道检测路径智能规划，成为提高机器人管道缺陷检测自动化、柔性化和智能化的关键。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种管道检测路径规划方法，本发明能够提高管道检测的自适应性，能够显著减少相关工作人员对于管道检测的工作量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种管道检测路径规划方法，包括以下步骤：

a、获取管道外形原始的三维点云数据，并对所述三维点云数据进行预处理；

b、根据预处理过后的三维点云数据寻找管道的边界点并建立工件坐标系；

c、获取管道截面位置及搜索方向，计算截面各项参数；

d、搜索退出判定；

e、截面修正判定；

f、修正截面位置及搜索方向；

g、计算截面参数并向搜索方向运动适当步距寻找新的截面；

h、建立路径节点位姿。

作为本发明的进一步改进，在步骤a中，通过3D激光扫描仪获取管道外形原始的三维点云数据。

作为本发明的进一步改进，所述步骤b具体包括以下步骤：

b1、寻找三维点云数据中的某一边界点O：通过求取点云质心，寻找距离点云质心最远的点作为边界点O；

b2、基于步骤b1中找到的点以边界点O为坐标原点，以点O坐标数据建立平移矩阵，建立工件坐标系；

b3、将三维点云数据从扫描仪坐标系下转换到工件坐标系下。

作为本发明的进一步改进，所述步骤c具体包括以下步骤：

c1、由指定平面截取管道平面，并将截面附近一定范围内的点投影到截面上；