1.一种弯管内表面磁粒研磨轨迹快速获取的方法，其特征在于，所用装置包括工业机器人、磁场发生装置、视觉成像装置、弯管夹持装置以及工作台；

磁场发生装置固定在工业机器人手爪端部，视觉成像装置与弯管夹持装置固定在工作台上，弯管夹持装置夹持弯管；由视觉成像装置采集研磨状态下的弯管图像，经工控机进行图像处理，数据点提取与转换，轨迹拟合，研磨位姿计算的处理，得出弯管研磨过程中工业机器人的运动位姿数据，利用Socket通讯实现工控机与工业机器人控制系统之间的位姿数据传输，进而控制工业机器人牵引磁场发生装置完成对弯管内表面的研磨加工；

所述磁场发生装置包括伺服电机、驱动带轮与旋转磁场机构；所述旋转磁场机构设有永磁极，伺服电机通过驱动带轮带动旋转磁场机构上的永磁极旋转；

所述视觉成像装置包括支架、工业相机与补光灯；所述支架高度可调整，工业相机与补光灯均铰接在支架上；

所述弯管夹持装置包括卡盘支架与三抓卡盘，三抓卡盘固接在卡盘支架上，卡盘支架固接在工作台上；

具体包括如下步骤：

1）弯管图像获取；

通过调整补光的角度，拍摄分辨率1080P以上的弯管图像，并通过网线将其传输到工控机中；

2）弯管图像处理；

工业相机拍摄的彩色弯管图像首先进行灰度处理，然后进行滤波处理，得到二值图像，再利用骨架提取算法得到弯管的单像素骨架，最后利用分支去除算法将单像素骨架上的分支去除，得到光滑的弯管轮廓中线；

3）像素坐标提取及转换；

经图像处理后得到弯管轮廓中线上所有点在图片中的像素坐标，通过工业相机的成像模型将其转换到三维空间中机器人的基坐标系下，得到了弯管中心线上的特征点在三维空间中的具体信息，相机成像模型如下式所示：；

式中：u、v 为图像上点的像素坐标，单位为 pixel；

Xw、Yw、Zw 为图像上的像素点在三维空间中的空间坐标，单位为 mm；

fx、fy 为相机在 x、y 方向上的焦距，单位为 pixel/mm；

u0、v0 为相机成像平面上的主点坐标，单位为 pixel；

s 为相机错切系数；矩阵 ，称为相机内参数矩阵，由相机的性能决定，可通过相机标定得到， ；

矩阵M2称为相机外参数矩阵，由相机在三维空间下的位姿决定，R为相机在三维空间下的旋转矩阵，T为相机在三维空间下的平移向量；

K为空间点在相机坐标系下的Z轴坐标，单位为mm，可通过标定后的外参数矩阵得到，该值是标定平面在相机坐标系下的比例因子；

4）弯管轮廓中线拟合；

由步骤3）选用6次多项式拟合或者采用精度更高的三次非有理B样条曲线进行拟合；

假设给定数据点为 ，则n次多项式拟合为：；

三次非有理B样条曲线拟合公式为：

式中：n 为给定数据点 Pi 的数量，为定义在非周期节点矢量 上的 p  次 B 样条基函

数，基函数的定义如下： ；

式中：节点矢量 U 为无量纲常数，a、b 取值为 a=0，b=1；数据点为 为弯管中线上像素点在世界坐标系下的坐标值，单位为 mm；

5）弯管研磨位姿计算；

对步骤 4）中得到的曲线取一阶导数，然后对原曲线进行等步长离散，得到弯管中心轨迹上各个点的位置信息，并通过一阶导数计算出在各个位置处的切线角度，进而得到弯管中心轨迹上各个点的姿态数据，从而计算出机器人在弯管研磨过程中运动轨迹上的所有位姿数据；

6）工控机与工业机器人控制器、伺服电机驱动器进行数据交换，完成研磨加工；

工控机作为服务器将计算好的工业机器人研磨位姿数据通过 Socket 通讯的方式与工业机器人控制器进行数据交换，从而控制工业机器人完成研磨运动；同时工控机与伺服驱动器通过通讯板卡进行 RS485 通讯，控制伺服电机的转速及方向，进而控制旋转磁场装置产生特定形式的磁场，与填充在弯管内的磁性磨料配合，完成弯管内表面的磁粒研磨加工。