南京工程学院;南京矽景自动化技术有限公司赵岚获国家专利权
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龙图腾网获悉南京工程学院;南京矽景自动化技术有限公司申请的专利一种基于面阵结构光的机器人焊缝识别方法和系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116604212B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310518561.X,技术领域涉及:B23K31/02;该发明授权一种基于面阵结构光的机器人焊缝识别方法和系统是由赵岚;唐国寅;陆大为;温秀兰;佘媛设计研发完成,并于2023-05-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于面阵结构光的机器人焊缝识别方法和系统在说明书摘要公布了:本发明提供一种基于面阵结构光的机器人焊缝识别方法和系统,其中方法包括获取工件表面的第一点云;删除第一点云的噪声,得到第二点云;对第二点云中的点进行平面拟合,得到最佳拟合平面;删除第二点云中最佳拟合平面包含的点,得到第三点云;计算第三点云中的点到最佳拟合平面的距离,得到第一距离;将第一距离大于距离阈值对应的点确定为焊缝特征点,得到焊缝特征点集;对焊缝特征点集进行直线拟合,得到目标焊缝直线方程;将坐标值最小的点和最大的点作为目标焊缝的起始点和终止点,得到目标焊缝轨迹。本发明能够发现任意一点的局部异常值并删除异常值,为其局部邻域内的每个点找到轮廓,解决传统平面拟合算法无法满足实时焊缝跟踪的问题。
本发明授权一种基于面阵结构光的机器人焊缝识别方法和系统在权利要求书中公布了:1.一种基于面阵结构光的机器人焊缝识别方法,其特征在于,包括: 获取工件表面的第一点云; 删除第一点云的噪声,得到第二点云; 对第二点云中的点进行平面拟合,得到最佳拟合平面; 删除第二点云中最佳拟合平面包含的点,得到第三点云; 计算第三点云中的点到最佳拟合平面的距离,得到第一距离; 将第一距离大于距离阈值对应的点确定为焊缝特征点,得到焊缝特征点集; 对焊缝特征点集进行直线拟合,得到目标焊缝的直线方程; 将目标焊缝的直线方程置于机器人基坐标系中,获取机器人基坐标系X轴上坐标值最小的点和最大的点,将坐标值最小的点和最大的点作为目标焊缝的起始点和终止点,得到目标焊缝的轨迹; 所述对第二点云中的点进行平面拟合,得到最佳拟合平面,包括: S301,令G=1,G为迭代次数,新建列表S(λ); S302,采用最近邻域搜索法获取多个与第二点云中目标点距离最近的点,作为第二点云中目标点的局部邻域; S303,从局部邻域中随机选取多个点组成第一子集; S304,计算第一子集的秩; S305,判断第一子集的秩是否等于秩的阈值; S306,如果等于秩的阈值,则采用主成分分析法对第一子集进行平面拟合,得到拟合平面的最小特征值; S307,如果不等于秩的阈值,则从局部邻域内再选取一个点添加至第一子集中,并返回执行步骤S304的操作; S308,在秩等于秩的阈值的情况下,计算局部邻域内所有点到拟合平面的正交距离; S309,将正交距离进行升序排序,选取排序靠前的多个正交距离对应的点组成第二子集,并将最小特征值及对应的第二子集存入列表S(λ); S310,判断步骤S303至步骤S309的迭代次数是否大于迭代阈值; S311,如果不大于迭代阈值,则G=G+1,返回执行步骤S303的操作; S312,如果大于迭代阈值,则将列表S(λ)中所有最小特征值的最小值对应的第二子集作为局部邻域的点集; S313,在大于迭代阈值的情况下,计算第二点云中目标点与局部邻域的点集的稳健马氏距离; S314,判断稳健马氏距离是否大于稳健马氏距离阈值; S315,如果大于稳健马氏距离阈值,则删除第二点云中目标点; S316,如果不大于稳健马氏距离阈值,则将第二点云中目标点的集合作为第四点云; S317,采用主成分分析法对第四点云进行平面拟合,得到机器人基坐标系下的最佳拟合平面。
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