[发明专利]基于3D视觉的支撑板倒角识别分析方法

说明书

本发明涉及焊接的支撑板加强领域，具体是基于3D视觉的支撑板倒角识别分析方法，其具体步骤如下：S1、读取点云；S2、点云预处理；S3、点云分割；S4、点云平面投影；S5、构建kd‑tree；S6、边缘检测；S7、直线拟合，交点计算；S8、倒角特征搜索；S9、是否为倒角特征；S10、构建倒角内边缘搜索方向组；S11、结束，本发明对于存在倒角的支撑板具有通用性，在工件变化时，只要存在支撑板倒角结构都能够准确定位识别，并给出相关参数，克服了深度学习需要针对特定模型进行训练且不具备通用性的问题。

技术领域

本发明涉及焊接的支撑板加强领域，具体是基于3D视觉的支撑板倒角识别分析方法。

背景技术

在焊接领域，对于大型构建，或者受力较多的构建，一般都会有支撑板加强结构。为了使主体焊接更完整，保证焊缝的连续性，需要对支撑板根部进行倒角，倒角形状一般为圆弧或者直线。在现有的机器人自动化焊接领域，对于支撑板倒角区域一般采取保留人工焊接的方法，这是由于倒角区域焊缝转折较多，比较零散，使用视觉技术识别倒角参数比较困难，难以给出需要焊接的倒角区域焊缝参数。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出基于3D视觉的支撑板倒角识别分析方法。

基于3D视觉的支撑板倒角识别分析方法，其具体步骤如下：

S1、读取点云；

S2、点云预处理：根据点云质量选择预处理方法，然后对点云计算法向量，构建kd-tree；

S3、点云分割：使用点云分割方法分割出平面；

S4、点云平面投影：为了提升精度，对于平面panle_i，选择预处理后的点云距离平面较近的点投影到平面上；

S5、构建kd-tree；

S6、边缘检测：查找平面点云的边缘：使用BoundaryEstimation方法保留平面点云边缘；

S7、直线拟合，交点计算：对边缘点进行RANSAC直线拟合，并计算直线之间的交点；

S8、倒角特征搜索：构建倒角结构搜索向量，以直线交点为圆心，直线角平分线方向为向量，构建四个象限搜索方向；

S9、是否为倒角特征：当点云分布符合初始条件，即倒角平面内侧存在点云缺失空洞时，再以相交直线角平分线和两边分别计算角平分线，再次搜索点云分布情况；当三次搜索结果符合倒角规律时，为是，初步判断为该平面符合倒角平面，继续进行倒角参数计算；为否，则结束当前流程，进入下次判定流程；

S10、构建倒角内边缘搜索方向组：在可能的倒角区域以某个角度差值构建倒角边缘搜索方向；

a、倒角内边缘搜索：沿着构建好的搜索方向搜索倒角内边缘；

a1、坐标系变换求倒角参数：以角度为x轴横坐标，倒角内边缘点到原点的距离为y轴纵坐标，将搜索结果转换到直角坐标系下，然后再对转换结果进行拟合计算倒角参数；

b、支撑板外边缘搜索；使用前面构建的倒角边缘搜索方向，对支撑板外边缘进行搜索；

b1、支撑板厚度搜索：根据构建的支撑板厚度搜索方向搜索厚度，即沿着搜索面法向量方向搜索到没有点为止，记录搜索长度；

b2、坐标系变换求厚度：以构建的倒角边缘搜索方向角度为x轴横坐标，以厚度方向搜索长度为y轴纵坐标构建搜索结果坐标系，然后再拟合变换坐标，计算厚度；

S11、结束。

所述的步骤S2中，预处理方法包括去除NaN点、去除离群点、点云降采样类。