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专利号: 2022105278164
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.轧钢机螺栓孔视觉识别与定位方法,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孔部位的原始三维点云,所述原始三维点云包含轧钢机螺栓孔周围的机壳点云及一些冗余点和粘连点,对取得的螺栓孔原始点云进行预处理,具体步骤为:(1)根据轧钢机螺栓孔与视觉系统的相对位置关系确定有效坐标范围,采用直通滤波滤除范围外冗余点;

(2)采用体素滤波下采样点云;

(3)根据局部点云密度判断点是否为明显离群噪点,采用统计滤波剔除孔平面粘连点及离群噪点;

第2步:对预处理后的点云采用基于平面模型的随机抽样一致性方法拟合并分割最优平面,得到轧钢机目标螺栓孔的平面点云;

第3步:识别目标螺栓孔,具体步骤为:

(1)采用最小二乘法逐点拟合局部平面,计算各点的法向量,将各点邻域内切平面上投影点的夹角作为边缘点判断依据,提取孔平面边缘点云;

(2)根据轧钢机螺栓孔规格信息,采用基于半径阈值的RANSAC空间圆拟合算法拟合识别目标螺栓孔;

第4步:定位孔的中心位姿,具体步骤为:根据机器人与视觉系统间的相对位姿,建立相机坐标系与机器人工具坐标系间相互关系,采用最小二乘法拟合相机坐标系下目标螺栓孔的中心位姿,通过与相机坐标系与机器人工具坐标系的转换矩阵相乘,得到机器人基坐标系下孔的中心位姿。

2.如权利要求1所述的轧钢机螺栓孔视觉识别与定位方法,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所述的轧钢机螺栓孔视觉识别与定位方法,其特征在于:第3步中基于半径阈值的RANSAC空间圆拟合算法,在传统RANSAC空间圆拟合算法的基础上,增加半径阈值判断,当结果是目标圆时则直接输出结果;当结果不是目标圆时则清空当前点集,取最后一次外点点集作为输入点云再次进行RANSAC空间圆拟合,直到拟合得到目标圆。

4.如权利要求1所述的轧钢机螺栓孔视觉识别与定位方法,其特征在于:孔在机器人坐base标系下位姿 Hobject为:

base base tcp camera

Hobject= Htcp Hcamera Hobject

base

其中, Htcp表示相机开始取图瞬间机器人末端工具坐标系相对于基坐标系的位姿,在机器人示教盒直接读取。