[發明專利]一種三維焊接機器人混合控制方法

在審

• 申請號: 201710967269.0
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107745207A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 楊道國;苗國強;郝衛東;魏堯;曹冬旺;淮旭鴿;李靜
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00;B23K37/02;B25J11/00;B25J9/16;G06K9/00;G06K17/00;G06T1/00;G06T7/00;G06T7/90;G06T17/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司11401
• 代理人: 楊采良

技術領域

本發明屬于焊接機械技術領域，尤其涉及一種三維焊接機器人混合控制方法。

背景技術

焊接機器人是從事焊接(包括切割與噴涂)的工業機器人。根據國際標準化組織(ISO)工業機器人屬于標準焊接機器人的定義，工業機器人是一種多用途的、可重復編程的自動控制操作機(Manipulator)，具有三個或更多可編程的軸，用于工業自動化領域。為了適應不同的用途，機器人最后一個軸的機械接口，通常是一個連接法蘭，可接裝不同工具或稱末端執行器。焊接機器人就是在工業機器人的末軸法蘭裝接焊鉗或焊(割)槍的，使之能進行焊接，切割或熱噴涂。然而，現有焊接機器人對工件焊接識別度不高，容易出現焊接錯位；缺乏監控機制，焊接質量差。

綜上所述，現有技術存在的問題是：現有焊接機器人對工件焊接識別度不高，容易出現焊接錯位；缺乏監控機制，焊接質量差。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種三維焊接機器人混合控制方法。

本發明是這樣實現的，一種三維焊接機器人混合控制方法包括以下步驟：

步驟一，對待焊件的焊接點進行圖像標記；所述圖像標記的獲取方法包括：通過攝像裝置獲取待焊件的焊接點的實時圖像信息；通過視頻采集模塊，與所述攝像裝置相連，適于將采集得的圖像變換為數字圖像；與所述視頻采集模塊相連的圖像處理模塊，該圖像處理模塊存儲有第一樣本數據，所述第一樣本數據適于記錄各種焊接點的灰度值；與所述圖像處理模塊相連的用于接收遠程控制信號并輸出焊接點情況的無線通訊模塊；無線通訊模塊設置有信任值計算模塊；所述圖像處理模塊適于對所述數字圖像進行灰度處理，以獲得所述待焊件的焊接點的灰度值，該灰度值與第一樣本數據進行比對得出焊接點焊接情況，并進行標記，圖像處理模塊包括高光譜圖像色彩可視化模塊；所述高光譜圖像色彩可視化模塊的實現方法包括以下步驟：

第一步，對于高光譜圖像數據的每個像素，由各譜段的灰度值計算出輻亮度值，并進行歸一化構成一條光譜曲線；采用各像素在各譜段的灰度值計算出輻亮度值以構成光譜曲線，具體包括以下步驟：

1)對于光譜成像儀器進行定標，選取5個～10個定標灰度值D測量對應的定標輻亮度值F，采用最小二乘法擬合出下式映射表達式的參數α、β、ε，從而對被測區域的每個像素，將各譜段的灰度值代入下式計算輻亮度值；

D＝αF^β+ε；

2)以最大灰度值Dmax對應的輻亮度值Fmax為基準，將每個像素在各譜段的輻亮度值進行歸一化，構成一條光譜曲線；

第二步，針對每個像素在步驟一所獲的光譜曲線，采用Savitzky-Golay濾波器進行平滑處理，在保留較多曲線特征的基礎上消除光譜噪聲，得到各像素平滑后的光譜曲線

第三步，將步驟二所獲各像素平滑后的光譜曲線結合CIE1931標準色度系統的色匹配函數采用下式計算得CIE1931標準色度系統下的CIEXYZ三刺激值

(X，Y，Z)，其中Δλ是成像光譜儀器的光譜采樣間隔；

第四步，根據標準照明體D65的三刺激值(XD65，YD65，ZD65)，通過下式將步驟三所獲每個像素的CIEXYZ三刺激值轉換至均勻色彩感知空間CIEL*C*h*，獲得三個色彩感知參量，即明度彩度及色調h1，

其中，X_D65＝95.047，Y_D65＝100，Z_D65＝108.883；

第五步，設置明度系數kL、彩度系數kC和色調系數kh的取值，通過下式調制第四步所獲各像素的明度彩度及色調h1，得到調制后的色彩感知參量，即明度彩度及色調h2，使可視化效果滿足保真復現需求，則kL＝kC＝1，kh＝0，改變kL實現調節圖像明暗的需求，改變kC實現調節圖像鮮艷程度的需求，改變kh實現調節圖像白平衡的需求；

第六步，根據顯示設備的白點三刺激值(X_W，Y_W，Z_W)，通過下式，將步驟五所獲各像素的明度彩度及色調h2轉換至在顯示設備上待顯示的CIEXYZ值(X′，Y′，Z′)；