利索能及
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专利号: 2022105275715
申请人: 河北科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.轧钢机螺栓头部视觉分割与定位方法,包括如下步骤:

第1步,在轧钢生产准备车间环境下,采用手眼视觉系统获取轧钢机螺栓部位的原始三维点云,所述原始三维点云包括轧钢机螺栓周围机壳点云、轧钢机螺栓头部整体点云以及噪声点,对取得的原始三维点云依次进行直通滤波和体素滤波,完成预处理;

第2步,从预处理后的点云中分割出目标螺栓头部顶平面点云,具体步骤为:(1)采用基于平面模型的随机抽样一致性算法拟合螺栓底部机壳部分的点云并分割,将机壳部分的点云删除;

(2)根据目标螺栓的规格尺寸和各点间欧氏距离差异,聚类分割出螺栓头部的整体点云;

(3)采用基于平面模型的随机抽样一致性算法拟合并分割,得到螺栓头部顶平面点云;

第3步,机器人示教与目标螺栓规格相同的标准螺栓,获得标准螺栓位姿矩阵,视觉采集并分割,得到标准螺栓头部顶平面点云,把标准螺栓头部顶平面点云作为模板螺栓点云;

第4步,识别定位目标螺栓头部位姿,具体步骤为:

(1)采用主成分分析法对目标螺栓点云和模板螺栓点云进行粗配准,获得初始刚性变换矩阵;

(2)针对初始刚性变换矩阵,使用迭代最近邻点法进行点云精配准,得到相机坐标系下目标螺栓位姿;

(3)计算相机坐标系下目标螺栓位姿矩阵与标准螺栓位姿矩阵的乘积,得到机器人基座标系下螺栓位姿。

2.如权利要求1所述的轧钢机螺栓头部视觉分割与定位方法,其特征在于:方法第1步采用的机器人手眼视觉系统包括机器人地轨(1)、工业机器人(2)、线激光立体相机(3)、扳手(4)和轧钢机螺栓库(5),机器人地轨(1)水平布置在待拆装轧钢机的一侧,工业机器人(2)放置于机器人地轨(1)上,工业机器人(2)的末端布置线激光立体相机(3)和扳手(4),轧钢机螺栓库(5)布置在工业机器人(2)的工作空间内,用于存放轧钢机螺栓。

3.如权利要求1所述的轧钢机螺栓头部视觉分割与定位方法,其特征在于:第4步计算base base template base机器人基座标系下螺栓位姿的公式为: Hobject= Htemplate Hobject,其中, Hobject为base目标螺栓坐标系到机器人基坐标系的转换矩阵, Htemplate为模板螺栓坐标系相对于机器template人基坐标系的转换矩阵, Hobject为目标螺栓点云与模板螺栓点云的转换矩阵。