CN108857130A - 一种基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法 - Google Patents

一种基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108857130A
CN108857130A CN201811020279.4A CN201811020279A CN108857130A CN 108857130 A CN108857130 A CN 108857130A CN 201811020279 A CN201811020279 A CN 201811020279A CN 108857130 A CN108857130 A CN 108857130A
Authority
CN
China
Prior art keywords
workpiece
processing
image data
data
mechanical arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811020279.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108857130B (zh
Inventor
党福林
邬春学
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN201811020279.4A priority Critical patent/CN108857130B/zh
Publication of CN108857130A publication Critical patent/CN108857130A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108857130B publication Critical patent/CN108857130B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/02—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

本发明提出了一种基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法，包括如下步骤：S110.获取至少一个包含工件外形的二维图像数据；S120.根据至少一个二维图像数据建立该工件的三维图像数据；S130.根据三维图像数据进行检索匹配，获得该工件上的焊接点位置数据；S140.控制机械臂根据焊接点位置数据对工件进行精准定位。本发明机械臂精准定位焊接方法解决现有技术中手工焊接或自动焊接的精准度不能满足昂贵工件的加工要求的技术问题，达到了了全自动、高精度、识别准确的机械全自动工件焊接加工的技术效果。

Description

一种基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法
技术领域
本发明属于制造领域，涉及到的3D定位技术，具体涉及一种基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法。
背景技术
在人为加工工件的过程中，由于人为手工操作缺乏较高的准确性，且存在其他影响准确性的不稳定因素，因此相比于机械自动化操作，人为手工操作加工的方式难以避免地在加工某些昂贵的工件发生失误，或者由于人工操作的焊接程度不够精准，导致昂贵工件的加工质量不足以支撑大型工程的使用。所以现有技术通常采用机器执行加工操作。
但是，即使现有技术的机器在操作过程中，也有很多操作会造成不可挽回的损失，将加工精度较低的工件应用到船体以后会发生故障，直接影响到船体的运行。，因此亟需一种适用于昂贵工件加工的具有更高精度的加工定位方法
发明内容
为克服现有技术中的问题，本发明提出的一种基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法，包括如下步骤：
S110.获取至少一个包含工件外形的二维图像数据；
S120.根据至少一个二维图像数据建立该工件的三维图像数据；
S130.根据三维图像数据进行检索匹配，获得该工件上的焊接点位置数据；
S140.控制机械臂根据焊接点位置数据对工件进行精准定位。
本发明提出的所述基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法中，所述获取至少一个包含工件外形的二维图像数据，包括：
S111.在一机械臂的前端设置一摄像机；
S112.控制所述机械臂移动至工件处，通过拍摄该工件获得一二维图像数据；
S113.判断是否满足三维成像的需要；若否，则调整所述机械臂相对于工件的角度，重新进行S112从又一拍摄角度获得又一二维图像数据，直至满足三维成像的需求后退出。
本发明提出的所述基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法中，使用的摄像机为工业CMOS摄像机。
本发明提出的所述基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法中，所述根据三维图像数据进行检索匹配之间进一步包括：S100.构建一包含至少一个工件的三维图像数据的数据库，三维图像数据包括个工件上至少一个焊接点位置数据。
本发明提出的所述基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法中，所述根据三维图像数据进行检索匹配包括：
S131.采集该工件的三维图像数据中用于匹配的特征点数据；
S132.根据特征点数据在数据库内进行检索，获得匹配结果。
本发明提出的所述基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法中，所述控制机械臂根据焊接点位置数据对工件进行精准定位焊接，包括：
S141.连续获取机械臂与工件的二维图像；
S142.对每个帧数的二维图像进行识别，获得机械臂与工件之间的相对位置数据；
S143.根据焊接点位置数据比较相对位置数据，判断机械臂上的焊枪是否位于焊接点；如否，则调整机械臂与工件的相对位置并重新进行S141，直至判断焊枪位于焊接点。
本发明提出的所述基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法中，所述控制机械臂根据焊接点位置数据对工件进行精准定位之后，进一步包括：S150.在焊接点位置进行精准焊接。
本发明提出的所述基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法中，所述在焊接点位置进行精准焊接包括：根据焊接点位置设定焊接长度和焊接路径，使用送丝机进行自动地精准焊接。
本发明提出的所述基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法中，所述机械臂型号为6轴的焊接机械臂，型号为HY1006A-144。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明通过在焊接数据库中充实各种工件的各角度图片，建立模型，在三爪焊接机器人的结合部添加摄像头，以便对工件进行扫描，对每个帧数的图像进行识别，使用匹配算法来对工件的位置进行匹配。建立焊接现场模型，通过对焊接现场中工件的定位，来获取数字图像，然后根据预先设置好的点位进行焊接，启动焊接电源，还规定焊接长度，焊接路径，使用送丝机进行自动焊接，解决现有技术中手工焊接或自动焊接的精准度不能满足昂贵工件的加工要求的技术问题，达到了了全自动、高精度、识别准确的机械全自动工件焊接加工的技术效果。
附图说明
图1为本发明基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明提出的基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
如图1所示，本发明提出的一种基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法，包括如下步骤：
S110.获取至少一个包含工件外形的二维图像数据；
S120.根据至少一个二维图像数据建立该工件的三维图像数据；
S130.根据三维图像数据进行检索匹配，获得该工件上的焊接点位置数据；
S140.控制机械臂根据焊接点位置数据对工件进行精准定位。
本发明提出的所述基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法中，所述获取至少一个包含工件外形的二维图像数据，包括：
S111.在一机械臂的前端设置一摄像机；
S112.控制所述机械臂移动至工件处，通过拍摄该工件获得一二维图像数据；
S113.判断是否满足三维成像的需要；若否，则调整所述机械臂相对于工件的角度，重新进行S112从又一拍摄角度获得又一二维图像数据，直至满足三维成像的需求后退出。
本发明提出的所述基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法中，使用的摄像机为工业CMOS摄像机。
本发明提出的所述基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法中，所述根据三维图像数据进行检索匹配之间进一步包括：S100.构建一包含至少一个工件的三维图像数据的数据库，三维图像数据包括个工件上至少一个焊接点位置数据。
本发明提出的所述基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法中，所述根据三维图像数据进行检索匹配包括：
S131.采集该工件的三维图像数据中用于匹配的特征点数据；
S132.根据特征点数据在数据库内进行检索，获得匹配结果。
本发明提出的所述基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法中，所述控制机械臂根据焊接点位置数据对工件进行精准定位焊接，包括：
S141.连续获取机械臂与工件的二维图像；
S142.对每个帧数的二维图像进行识别，获得机械臂与工件之间的相对位置数据；
S143.根据焊接点位置数据比较相对位置数据，判断机械臂上的焊枪是否位于焊接点；如否，则调整机械臂与工件的相对位置并重新进行S141，直至判断焊枪位于焊接点。
本发明提出的所述基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法中，所述控制机械臂根据焊接点位置数据对工件进行精准定位之后，进一步包括：S150.在焊接点位置进行精准焊接。
本发明提出的所述基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法中，所述在焊接点位置进行精准焊接包括：根据焊接点位置设定焊接长度和焊接路径，使用送丝机进行自动地精准焊接。
本发明提出的所述基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法中，所述机械臂型号为6轴的焊接机械臂，型号为HY1006A-144。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明通过在焊接数据库中充实各种工件的各角度图片，建立模型，在三爪焊接机器人的结合部添加摄像头，以便对工件进行扫描，对每个帧数的图像进行识别，使用匹配算法来对工件的位置进行匹配。建立焊接现场模型，通过对焊接现场中工件的定位，来获取数字图像，然后根据预先设置好的点位进行焊接，启动焊接电源，还规定焊接长度，焊接路径，使用送丝机进行自动焊接，解决现有技术中手工焊接或自动焊接的精准度不能满足昂贵工件的加工要求的技术问题，达到了了全自动、高精度、识别准确的机械全自动工件焊接加工的技术效果。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
S110.获取至少一个包含工件外形的二维图像数据；
S120.根据至少一个二维图像数据建立该工件的三维图像数据；
S130.根据三维图像数据进行检索匹配，获得该工件上的焊接点位置数据；
S140.控制机械臂根据焊接点位置数据对工件进行精准定位。
2.根据权利要求1所述的基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法，其特征在于，所述获取至少一个包含工件外形的二维图像数据，包括：
S111.在一机械臂的前端设置一摄像机；
S112.控制所述机械臂移动至工件处，通过拍摄该工件获得一二维图像数据；
S113.判断是否满足三维成像的需要；若否，则调整所述机械臂相对于工件的角度，重新进行S112从又一拍摄角度获得又一二维图像数据，直至满足三维成像的需求后退出。
3.根据权利要求2所述的基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法，其特征在于，使用的摄像机为工业CMOS摄像机。
4.根据权利要求1所述的基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法，其特征在于，所述根据三维图像数据进行检索匹配之间进一步包括：
S100.构建一包含至少一个工件的三维图像数据的数据库，三维图像数据包括个工件上至少一个焊接点位置数据。
5.根据权利要求4所述的基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法，其特征在于，所述根据三维图像数据进行检索匹配包括：
S131.采集该工件的三维图像数据中用于匹配的特征点数据；
S132.根据特征点数据在数据库内进行检索，获得匹配结果。
6.根据权利要求1所述的基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法，其特征在于，所述控制机械臂根据焊接点位置数据对工件进行精准定位焊接，包括：
S141.连续获取机械臂与工件的二维图像；
S142.对每个帧数的二维图像进行识别，获得机械臂与工件之间的相对位置数据；
S143.根据焊接点位置数据比较相对位置数据，判断机械臂上的焊枪是否位于焊接点；如否，则调整机械臂与工件的相对位置并重新进行S141，直至判断焊枪位于焊接点。
7.根据权利要求1所述的基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法，其特征在于，所述控制机械臂根据焊接点位置数据对工件进行精准定位之后，进一步包括：
S150.在焊接点位置进行精准焊接。
8.根据权利要求7所述的基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法，其特征在于，所述在焊接点位置进行精准焊接包括：根据焊接点位置设定焊接长度和焊接路径，使用送丝机进行自动地精准焊接。
9.根据权利要求1-8之任一项所述的基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法，其特征在于，所述机械臂型号为6轴的焊接机械臂，型号为HY1006A-144。
CN201811020279.4A 2018-09-03 2018-09-03 一种基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法 Active CN108857130B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811020279.4A CN108857130B (zh) 2018-09-03 2018-09-03 一种基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811020279.4A CN108857130B (zh) 2018-09-03 2018-09-03 一种基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108857130A true CN108857130A (zh) 2018-11-23
CN108857130B CN108857130B (zh) 2021-04-02

Family

ID=64322806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811020279.4A Active CN108857130B (zh) 2018-09-03 2018-09-03 一种基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108857130B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110788484A (zh) * 2019-11-01 2020-02-14 成都大德人光电科技有限公司 一种汽车白车身3d激光智能焊接方法
CN111633360A (zh) * 2020-06-18 2020-09-08 焦作智造机电设备有限公司 基于视觉的智能化水平表面堆焊方法
CN113351958A (zh) * 2021-06-11 2021-09-07 中铁建工集团山东有限公司 一种基于大数据的提高接精度的桁架杆焊接***

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH091338A (ja) * 1995-04-14 1997-01-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 溶接線自動認識法及び装置
CN104384765A (zh) * 2014-10-14 2015-03-04 江苏湃锐自动化科技有限公司 基于三维模型与机器视觉的自动焊接方法及焊接装置
CN106312397A (zh) * 2016-10-12 2017-01-11 华南理工大学 一种激光视觉引导的焊接轨迹自动跟踪***及方法
CN108198217A (zh) * 2017-12-29 2018-06-22 百度在线网络技术（北京）有限公司 室内定位方法、装置、设备及计算机可读介质

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH091338A (ja) * 1995-04-14 1997-01-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 溶接線自動認識法及び装置
CN104384765A (zh) * 2014-10-14 2015-03-04 江苏湃锐自动化科技有限公司 基于三维模型与机器视觉的自动焊接方法及焊接装置
CN106312397A (zh) * 2016-10-12 2017-01-11 华南理工大学 一种激光视觉引导的焊接轨迹自动跟踪***及方法
CN108198217A (zh) * 2017-12-29 2018-06-22 百度在线网络技术（北京）有限公司 室内定位方法、装置、设备及计算机可读介质

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
魏玉锋等: "基于多模态信息的机器人视觉识别与定位研究", 《光电工程》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110788484A (zh) * 2019-11-01 2020-02-14 成都大德人光电科技有限公司 一种汽车白车身3d激光智能焊接方法
CN111633360A (zh) * 2020-06-18 2020-09-08 焦作智造机电设备有限公司 基于视觉的智能化水平表面堆焊方法
CN111633360B (zh) * 2020-06-18 2022-01-18 焦作智造机电设备有限公司 基于视觉的智能化水平表面堆焊方法
CN113351958A (zh) * 2021-06-11 2021-09-07 中铁建工集团山东有限公司 一种基于大数据的提高接精度的桁架杆焊接***

Also Published As

Publication number Publication date
CN108857130B (zh) 2021-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108857130A (zh) 一种基于图像帧位处理的船舶通用结构件三维定位方法
CN113305849B (zh) 一种基于复合视觉的平板坡口智能切割***及方法
CN112958959A (zh) 一种基于三维视觉的自动化焊接和检测方法
JP2007021634A (ja) ワークの自動加工方法およびワークの自動加工システム
Kosler et al. Adaptive robotic deburring of die-cast parts with position and orientation measurements using a 3D laser-triangulation sensor
CN111192307A (zh) 基于激光切割三维零部件的自适应纠偏方法
JP2019198950A (ja) バラ積みされたワークを取り出すロボットシステムおよびロボットシステムの制御方法
EP4013578A1 (en) Robot-mounted moving device, system, and machine tool
CN113146172A (zh) 一种基于多视觉的检测与装配***及方法
CN114515924B (zh) 一种基于焊缝识别的塔脚工件自动焊接***及方法
CN108890666B (zh) 一种机器人焊接焊缝跟踪方法及***
CN114043045B (zh) 一种基于激光视觉的圆孔自动塞焊方法及装置
CN108127238A (zh) 非平整面自主识别机器人增材成形的方法
CN116213932B (zh) 一种机顶盒自动化生产装置及其控制方法
CN206321266U (zh) 一种实时在线测量装置
CN107571290B (zh) 工业机器人末端执行器的校准装置、方法及***
CN110281152B (zh) 一种基于在线试触的机器人恒力打磨路径规划方法及***
CN111992895A (zh) 一种智能打标***与方法
CN111633649A (zh) 机械手臂调校方法及其调校***
CN117047237B (zh) 一种异形件智能柔性焊接***与方法
CN109822575B (zh) 一种利用投影特征图像进行移动加工的机器人***及方法
Njaastad et al. Automatic touch-up of welding paths using 3d vision
CN111397509B (zh) 一种蜡烛芯校正方法和***
CN115446392B (zh) 一种无序板件智能化倒角***及方法
JP2007025991A (ja) ワークの自動加工方法およびワークの自動加工システム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant