聊城鑫泰机床有限公司张坤之获国家专利权
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龙图腾网获悉聊城鑫泰机床有限公司申请的专利一种基于面结构光的焊缝检测方法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:CN119762449B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-27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:202411818112.8,技术领域涉及:G06T7/00;该发明授权一种基于面结构光的焊缝检测方法是由张坤之;崔西宁;张乃峰;张龙设计研发完成,并于2024-12-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于面结构光的焊缝检测方法在说明书摘要公布了:本发明属于自动化焊接技术领域,尤其涉及一种基于面结构光的焊缝检测方法。包括以下步骤:1工件的三维重建:使用面结构光三维扫描仪对工件进行三维扫描,得到工件的编码图像II、相位图、三维数据,并通过电脑进行读取;2焊缝特征点识别:对编码图像II进行焊缝特征识别或手动焊缝标注,得到焊缝在编码图像II上的二维坐标集合。本发明同时利用面结构光扫描仪的二维信息和三维信息,通过三角测量映射实现了“二维特征识别,三维坐标映射”相融合的高效焊缝检测方法,在解决无明显结构特征焊缝检测问题的同时,相较于分体式多传感器融合的方法,消除了设备间标定误差,提升了焊缝检测精度,简化了检测流程。
本发明授权一种基于面结构光的焊缝检测方法在权利要求书中公布了:1.一种基于面结构光的焊缝检测方法,其特征在于,包括以下步骤: 1工件的三维重建:使用面结构光三维扫描仪对工件进行三维扫描,得到工件的编码图像II、相位图、三维数据,并通过电脑进行读取; 2焊缝特征点识别:对编码图像II进行焊缝特征识别或手动焊缝标注,得到焊缝在编码图像II上的二维坐标集合; 3三维坐标映射:根据面结构光三维扫描仪的标定参数、相位图、三维数据通过三角测量公式将焊缝二维坐标集合映射为基于面结构光扫描仪坐标系的焊缝三维坐标集合; 4手眼标定:通过手眼标定算法将焊缝三维坐标集合从面结构光扫描仪坐标系转换为焊接机器人末端坐标系; 5焊接路径规划:使用RRT路径规划算法,对焊接路径进行规划,并驱动焊接机器人末端进行本焊接区域内的焊接工作,焊接完成后返回步骤1进行下一区域的焊接工作,直至所有焊接区域焊接完毕; 步骤5焊接过程中再次通过面结构光三维扫描仪对焊缝路径进行在线矫正; 路径矫正的具体方法为: 6.1、移动焊接机器人的末端至焊缝起点的上方一小段距离,此时三维坐标{Xc,Yc,Zc}变换为{Xc`,Yc`,Zc`},以刚体变换矩阵Tm表示末端移动,则{Xc`,Yc`,Zc`}=Tm×{Xc,Yc,Zc}; 6.2、调用扫描仪内置相机对工件进行二次拍摄得到编码图像III,将{Xc`,Yc`,Zc`}通过反三角测量也即三角测量公式的逆运算重映射到二维坐标,记为,查找重映射的焊缝二维坐标附近一定范围内灰度值最小的像素作为矫正的焊缝二维坐标,查找算法为: ; 其中u,vU表示二维坐标u,v的邻域坐标集合,Iu,v表示二维坐标u,v处的灰度值,uf,yf是矫正后的焊缝二维坐标,因为末端移动位置Tm、扫描仪参数KC、Kp、R、t均是已知的,矫正后的焊缝二维坐标{uf,vf}可以直接计算出矫正后移动焊接机器人末端坐标系下焊缝三维坐标{Xrf,Yrf,Zrf}; 6.3、完成所有已矫正焊缝的焊接后,重复步骤6.1-6.2,直至完成一整条焊缝的焊接; 步骤3所述三维坐标映射完成后,得到工件的一个焊接区域内焊缝三维坐标集合,再重复步骤1到步骤3进行下一焊接内区域内焊缝的三维坐标映射,如此反复,直至工件上所有的焊缝三维坐标映射完毕,得到焊缝模板,或者省略步骤1到步骤3的操作,直接从CAD数据中创建焊缝模板。
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