[發明專利]一種汽車門板焊點識別與焊接路徑規劃的方法

在審

• 申請號: 201811353601.5
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109514552A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 陳立定;曾健;裴澤中
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J11/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本發明公開了一種汽車門板焊點識別與焊接路徑規劃的方法，包括下述步驟：S1、首先利用Canny邊緣檢測算法得到汽車門板的邊緣圖像；S2、使用序貫相似性檢測算法對汽車門板的邊緣圖像進行模板匹配來確定焊接部件的數量和類型；S3、根據已經識別的焊接部件對汽車門板的邊緣圖像進行分割，并通過霍夫變換算法確定分割后圖像中焊點的位置和數量；S4、對檢測出的焊點坐標點應用啟發式算法(遺傳算法)進行路徑規劃得到焊接路徑。本發明將機器視覺技術與啟發式算法應用于汽車門板焊接生產線上，能夠有效檢測焊接部件的完整性，并且大大減少了工業焊接的時間，提高了生產效率。

技術領域

本發明涉及汽車控制加工技術領域，特別涉及一種汽車門板焊點識別與焊接路徑規劃的方法。

背景技術

近年來，在汽車門板自動化焊接生產線上，已經大量采用工業焊接機器人進行作業。然而，傳統的焊接機器人在規劃焊接路徑和進行運動控制時，普遍采用示教和離線編程的方法。采用這種方法，如果汽車門板上存在焊接件缺失，就會產生殘次品，而且一旦焊接件類別發生變化就必須要重新進行示教和編程。在實際的汽車門板焊接過程中，作業條件經常發生變化，汽車門板的類型也會隨著生產的需要而經常發生改變，這必然導致汽車門板上焊接部件的類型、尺寸和焊點的位置發生相應的變化，而傳統的焊接機器人是不能自動判斷這些不確定因素，因而造成焊接的質量和效率往往不能達到要求。傳統的模版匹配算法的思路是對以特征點為中心的灰度圖像窗進行歸一化互相關運算以求得匹配的位置，這種方法運算量大，不能達到實時性要求且容易收到光照、噪聲等因素的影響，因此匹配的效果和穩健性往往不佳。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的缺點與不足，提供一種汽車門板焊點識別與焊接路徑規劃的方法，將機器視覺技術與遺傳算法應用于焊接機器人上，通過模版匹配和霍夫變換技術自動檢測汽車門板上各焊接部件類別和焊點位置，再把得到的焊點坐標位置用遺傳算法搜索出最短焊接路徑，通過這種方式，將能夠大幅度提高汽車門板生產線的靈活性和自動化程度，提供生產效率。

為實現以上目的，本發明采取如下技術方案：

一種汽車門板焊點識別與焊接路徑規劃的方法，包括下述步驟：

S1、首先利用Canny邊緣檢測算法對原始汽車門板焊接部件的構成圖進行處理，得到汽車門板的邊緣圖像；

S2、用序貫相似性檢測算法對步驟S1邊緣檢測后的圖像進行匹配來檢測門板上的各個焊接部件；

S3、在經過步驟S2檢測完焊接件部件之后，將汽車門板邊緣圖像分割成幾個待檢測的區域，然后再分別對每個待檢測區域進行圓形霍夫變換的方法來識別所有的焊點；

S4、對步驟S3檢測出的所有焊點坐標點應用遺傳算法進行路徑規劃得到焊接路徑。

作為優選的技術方案，步驟S1中，利用Canny邊緣檢測算法得到汽車門板邊緣圖像，具體包括下述步驟：

S11、首先用高斯濾波器對輸入圖像進行濾波；所述輸入圖像為原始汽車門板焊接部件的構成圖；濾波前和濾波后圖像中每個點的灰度值分別用f(x,y)、 f_s(x,y)表示，具體公式如下：

f_s(x，y)＝f(x，y)*G(x，y，σ)

式中(x,y)表示像素點坐標；G(x,y,σ)表示高斯濾波公式；σ表示標準差；

S12、在經過步驟S11的圖像濾波處理后，使用一階差分算子計算圖像水平方向和垂直方向的梯度幅值分量圖G_L(x,y)和G_V(x,y),從而得到梯度幅值圖像 M(x,y)和相位圖像θ(x,y)，具體公式如下：