[發(fā)明專利]一種基于圖像識(shí)別的智能掃描在線測量系統(tǒng)和測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610704368.5
• 申請日: 2016-08-22
• 公開（公告）號: CN106323167B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金隼;劉順;屈原;衡德正
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 上海旭誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

1.一種基于圖像識(shí)別的智能掃描在線測量系統(tǒng)，其特征在于，包括圖像識(shí)別定位模塊、六自由度機(jī)器人激光掃描測量模塊、測量控制模塊，其中所述圖像識(shí)別定位模塊包括CCD相機(jī)觸發(fā)開關(guān)、CCD相機(jī)、CCD相機(jī)支架、CCD相機(jī)電子控制單元ECU；所述測量控制模塊包括中央處理器、測量系統(tǒng)控制器、測量機(jī)器人位姿ECU、測量頭ECU；所述六自由度機(jī)器人激光掃描測量模塊包括六自由度測量機(jī)器臂、測量機(jī)器人位姿傳感器、測量機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)、激光掃描測量頭、測量觸發(fā)開關(guān)；

所述測量觸發(fā)開關(guān)位于生產(chǎn)線測量工位處，所述激光掃描頭位于所述六自由度測量機(jī)器臂的末端，所述測量機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)和所述測量機(jī)器人位姿傳感器位于六自由度測量機(jī)器臂的各關(guān)節(jié)處；

所述在線測量系統(tǒng)采用一種基于圖像識(shí)別的智能掃描在線測量方法，包括以下步驟：

步驟1、建立智能掃描策略數(shù)據(jù)庫；

步驟2、圖像識(shí)別并進(jìn)行初始定位；

步驟3、自適應(yīng)地掃描測量；

步驟4、掃描測量過程中的精確二次定位；

步驟5、掃描測量過程中的掃描策略更新；

在步驟2中，還包括：

步驟2.1、當(dāng)零件焊接完成后向測量工位移動(dòng)的過程中，經(jīng)過CCD相機(jī)觸發(fā)開關(guān)時(shí)，CCD相機(jī)觸發(fā)開關(guān)被觸發(fā)向CCD相機(jī)發(fā)送CCD相機(jī)觸發(fā)信號，進(jìn)而控制CCD相機(jī)對零件進(jìn)行拍攝；

步驟2.2、CCD相機(jī)將獲得的零件的立體零件圖像傳給CCD相機(jī)ECU，CCD相機(jī)ECU經(jīng)過處理，將立體的零件圖像轉(zhuǎn)換為帶坐標(biāo)位置的零件三維數(shù)字信號并傳給中央處理器；

步驟2.3、中央處理器根據(jù)零件三維數(shù)字信號的特征識(shí)別出對應(yīng)零件并與導(dǎo)入的相應(yīng)零件三維模型對應(yīng)，并識(shí)別出該零件三維模型定位要素對應(yīng)的坐標(biāo)信息，實(shí)現(xiàn)圖像識(shí)別功能；

步驟2.4、中央處理器將由圖像信息獲得的零件三維數(shù)字信號對應(yīng)的定位要素坐標(biāo)信息，結(jié)合測量機(jī)器人初始坐標(biāo)位置，以及零件到達(dá)測量位置處的初始坐標(biāo)，得到測量機(jī)器人針對待測零件的測量坐標(biāo)；

步驟2.5、將零件三維數(shù)字信號對應(yīng)的定位要素坐標(biāo)信息與目標(biāo)測量點(diǎn)云中對應(yīng)要素坐標(biāo)信息進(jìn)行最優(yōu)擬合，從而實(shí)現(xiàn)圖像初始定位功能，將機(jī)器人掃描測量坐標(biāo)與模型目標(biāo)測量點(diǎn)云坐標(biāo)一致化，為后續(xù)自適應(yīng)掃描提供掃描的參考基準(zhǔn)。

2.如權(quán)利要求1所述的基于圖像識(shí)別的智能掃描在線測量系統(tǒng)，其特征在于，所述CCD相機(jī)觸發(fā)開關(guān)位于生產(chǎn)線上，位于生產(chǎn)線旁邊的所述CCD相機(jī)支架將所述CCD相機(jī)支撐于生產(chǎn)線上方。

3.如權(quán)利要求1所述的基于圖像識(shí)別的智能掃描在線測量系統(tǒng)，其特征在于，所述測量系統(tǒng)控制器將所述測量機(jī)器人位姿ECU和所述測量頭ECU采集的位姿數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)發(fā)送給所述中央處理器，同時(shí)將所述中央處理器的控制命令發(fā)送給所述測量機(jī)器人位姿ECU和所述測量頭ECU。

4.如權(quán)利要求1所述的基于圖像識(shí)別的智能掃描在線測量系統(tǒng)，其特征在于，在所述基于圖像識(shí)別的智能掃描在線測量方法的步驟1中，還包括

步驟1.1、將生產(chǎn)線上在線生產(chǎn)的所有品種的零件三維模型導(dǎo)入中央處理器；

步驟1.2、中央處理器根據(jù)各個(gè)待測零件的三維模型的模型特征和測量要求將待測零件的三維模型轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格化區(qū)域型的目標(biāo)測量點(diǎn)云；

步驟1.3、依據(jù)目標(biāo)測量點(diǎn)云制定出符合模型特征和測量要求的自適應(yīng)掃描策略。