[发明专利]一种面向数字化制造的弯管测量和余量定位方法

摘要

本发明涉及一种面向数字化制造的弯管测量和余量定位方法。其步骤为:借助于激光跟踪仪和靶标进行多传感器的全局标定,将多传感器坐标系统一到全局坐标系；多个传感器严格同步采集弯管图像，边缘检测以及形态学细化得到弯管的中心线,借助于双向极线匹配算法进行中心线三维重建；将中心线离散为空间点云,计算控制点、直线段端点以及弧线段圆弧中心点，利用中心线作为引导线进行三维造型；最后利用最近点迭代法匹配设计模型和测量模型，计算余量位置，进而实现弯管的自寻位切割和焊接，加快弯管数字化制造进程。

主权项

1.一种面向数字化制造的弯管测量和余量定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：利用单个激光跟踪仪和一个平面靶标对多个视觉传感器进行全局标定，将不同位置的视觉传感器的坐标系均统一到激光跟踪仪的全局坐标系下；S2：同步触发多个视觉传感器采集弯管图像，采用边缘检测算法对弯管图像进行边缘检测，采用形态学细化方法获取弯管图像的中心线，剔除中心线上的分支，采用双向极线匹配算法进行中心线三维重建，获取弯管空间中心线；S3：将弯管空间中心线离散为中心线三维点云，计算空间中心线的空间三维控制点；S4：弯管由若干直线段和圆弧段组成，计算弯管空间中心线的每条直线段端点和每个圆弧段圆心位置；S5：利用得到的直线段端点、空间圆弧圆心、圆弧半径以及管件管径分段进行扫掠得到复杂管件三维模型；S6：采用最近点迭代ICP匹配算法，建立测量坐标系和设计坐标系之间的转换关系Г和误差测度d(Γ)，通过对误差测度d(Γ)进行最小化迭代，得到实际转换关系Γ，从而确定与设计坐标系的控制点相匹配的测量坐标系下的实际切割位置；S7：按照给定的切割量对弯管两端的切割位置进行三维定位，对相机和机器人,机器人和切割机之间的位置关系进行标定，利用机器人协助将弯管放到切割机上进行自动切割。