[實用新型]一種焊接操作模擬器用實時定位系統

有效

• 申請號: 201520986727.1
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN205318660U
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 王國賢;顏槐;謝浩;李偉
• 申請（專利權）人: 武漢科碼軟件有限公司
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 郭曉華

技術領域

本實用新型涉及焊接過程中定位的技術領域，特別涉及一種焊接操作模擬 器用實時定位系統。

背景技術

焊接是一種非常普及的工業加工方法，它廣泛應用于各種企業生產場合， 如汽車制造、船舶制造、工程機械制造等。手工焊接方法因其方便、靈活的優 點，仍然具有不可替代的作用，但是以往的培訓效果受人為因素影響較大，同 時培訓環境較為惡劣，訓練過程需要消耗大量的焊條、試板和電力資源。虛擬 現實技術給焊接領域的人才培訓帶來了新的思路，克服了上述種種弊端，使培 訓過程更加科學、高效。

定位系統是焊接操作模擬器中一個十分核心的部分，直接關系到焊接模擬 環境的真實程度，很大程度上影響著用戶在整個虛擬場景中的操作體驗。

中國發明專利申請CN1909020A(申請號：200610012956.3)和實用新型專 利申請CN202748980U(申請號：201220433892.0)分別公開了氬弧焊焊接 操作模擬培訓裝置和一種模擬焊接培訓用模擬焊鉗。相對于其采用的兩點定位 方式，本實用新型提到的方法在保證定位精度的前提下，減少了計算過程，實 現起來更加高效、快速。

但是現有技術的焊接定位方法定位不精確，使用不方便。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供一種能夠兼容各種瀏覽器并且使用方便的基于 瀏覽器直接使用的圖形工作流設計器及其設計方法。

一種焊接操作模擬器用實時定位系統，其包括主控計算機、顯示器、雙攝 像頭、九軸傳感器；

主控計算機同時與顯示器、九軸傳感器、雙攝像頭電連接；

雙攝像頭用于采集模擬焊槍的平面圖像，并將平面圖像發送到主控計算機；

九軸傳感器用于實時采集模擬焊槍的重力加速度在各加速度敏感軸方向上 的夾角，并將夾角數據發送到主控計算機；

主控計算機用于接收平面圖像，并從圖像中提取反映模擬焊槍的空間位置 的特征點，獲得特征點的三維坐標；還用于從九軸傳感器處獲得夾角數據，并 將三維坐標與夾角數據進行融合，得到模擬焊槍的實時定位三維模型，并將實 時定位三維模型發送給顯示器；

顯示器用于接收并顯示實時定位三維模型。

在本實用新型所述的焊接操作模擬器用實時定位系統中，所述雙攝像頭為 兩個CMOS網絡USB攝像機。

在本實用新型所述的焊接操作模擬器用實時定位系統中，所述九軸傳感器 包括三軸加速度傳感器、三軸陀螺儀與三軸磁場計。

本實用新型提供的焊接操作模擬器用實時定位系統，通過利用雙攝像頭采 集模擬焊槍的圖像；根據模擬焊槍上特征點在雙攝像頭中形成的圖像的位置不 同，利用主控計算機得出該點在三維空間的位置；利用九軸傳感器對模擬焊槍 的實時姿態進行檢測；將空間位置信息和姿態信息進行融合，實現實時定位。 本實用新型中使用的方法簡單快速，準確度較高，抗干擾性強，有著廣泛的應 用前景。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的焊接操作模擬器用實時定位系統的結構框圖；

圖2為本實用新型實施例的焊接操作模擬器用實時定位系統的工作原理圖；

圖3是本實用新型實施例中雙攝像頭成像模型示意圖；

圖4是本實用新型實施例中九軸傳感器姿態捕捉原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種焊接操作模擬器用實時定位系統，其包括主控計算機10、 顯示器20、雙攝像頭40、九軸傳感器30。優選地，所述雙攝像頭40為兩個 CMOS網絡USB攝像機。優選地，所述九軸傳感器30包括三軸加速度傳感器、 三軸陀螺儀與三軸磁場計。

主控計算機10同時與顯示器20、九軸傳感器30、雙攝像頭40電連接。

雙攝像頭40用于采集模擬焊槍的平面圖像，并將平面圖像發送到主控計算 機10。

九軸傳感器30用于實時采集模擬焊槍的重力加速度在各加速度敏感軸方向 上的夾角，并將夾角數據發送到主控計算機10。

主控計算機10用于接收平面圖像，并從圖像中提取反映模擬焊槍的空間位 置的特征點，獲得特征點的三維坐標；還用于從九軸傳感器30處獲得夾角數據， 并將三維坐標與夾角數據進行融合，得到模擬焊槍的實時定位三維模型，并將 實時定位三維模型發送給顯示器20。

顯示器20用于接收并顯示實時定位三維模型。