[發(fā)明專(zhuān)利]一種汽車(chē)門(mén)板焊點(diǎn)識(shí)別與焊接路徑規(guī)劃的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811353601.5
• 申請(qǐng)日: 2018-11-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109514552A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳立定;曾健;裴澤中
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B25J9/16
• 分類(lèi)號(hào): B25J9/16;B25J11/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本發(fā)明公開(kāi)了一種汽車(chē)門(mén)板焊點(diǎn)識(shí)別與焊接路徑規(guī)劃的方法，包括下述步驟：S1、首先利用Canny邊緣檢測(cè)算法得到汽車(chē)門(mén)板的邊緣圖像；S2、使用序貫相似性檢測(cè)算法對(duì)汽車(chē)門(mén)板的邊緣圖像進(jìn)行模板匹配來(lái)確定焊接部件的數(shù)量和類(lèi)型；S3、根據(jù)已經(jīng)識(shí)別的焊接部件對(duì)汽車(chē)門(mén)板的邊緣圖像進(jìn)行分割，并通過(guò)霍夫變換算法確定分割后圖像中焊點(diǎn)的位置和數(shù)量；S4、對(duì)檢測(cè)出的焊點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)應(yīng)用啟發(fā)式算法(遺傳算法)進(jìn)行路徑規(guī)劃得到焊接路徑。本發(fā)明將機(jī)器視覺(jué)技術(shù)與啟發(fā)式算法應(yīng)用于汽車(chē)門(mén)板焊接生產(chǎn)線上，能夠有效檢測(cè)焊接部件的完整性，并且大大減少了工業(yè)焊接的時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽車(chē)控制加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種汽車(chē)門(mén)板焊點(diǎn)識(shí)別與焊接路徑規(guī)劃的方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，在汽車(chē)門(mén)板自動(dòng)化焊接生產(chǎn)線上，已經(jīng)大量采用工業(yè)焊接機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)。然而，傳統(tǒng)的焊接機(jī)器人在規(guī)劃焊接路徑和進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制時(shí)，普遍采用示教和離線編程的方法。采用這種方法，如果汽車(chē)門(mén)板上存在焊接件缺失，就會(huì)產(chǎn)生殘次品，而且一旦焊接件類(lèi)別發(fā)生變化就必須要重新進(jìn)行示教和編程。在實(shí)際的汽車(chē)門(mén)板焊接過(guò)程中，作業(yè)條件經(jīng)常發(fā)生變化，汽車(chē)門(mén)板的類(lèi)型也會(huì)隨著生產(chǎn)的需要而經(jīng)常發(fā)生改變，這必然導(dǎo)致汽車(chē)門(mén)板上焊接部件的類(lèi)型、尺寸和焊點(diǎn)的位置發(fā)生相應(yīng)的變化，而傳統(tǒng)的焊接機(jī)器人是不能自動(dòng)判斷這些不確定因素，因而造成焊接的質(zhì)量和效率往往不能達(dá)到要求。傳統(tǒng)的模版匹配算法的思路是對(duì)以特征點(diǎn)為中心的灰度圖像窗進(jìn)行歸一化互相關(guān)運(yùn)算以求得匹配的位置，這種方法運(yùn)算量大，不能達(dá)到實(shí)時(shí)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(wěn)健性往往不佳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)與不足，提供一種汽車(chē)門(mén)板焊點(diǎn)識(shí)別與焊接路徑規(guī)劃的方法，將機(jī)器視覺(jué)技術(shù)與遺傳算法應(yīng)用于焊接機(jī)器人上，通過(guò)模版匹配和霍夫變換技術(shù)自動(dòng)檢測(cè)汽車(chē)門(mén)板上各焊接部件類(lèi)別和焊點(diǎn)位置，再把得到的焊點(diǎn)坐標(biāo)位置用遺傳算法搜索出最短焊接路徑，通過(guò)這種方式，將能夠大幅度提高汽車(chē)門(mén)板生產(chǎn)線的靈活性和自動(dòng)化程度，提供生產(chǎn)效率。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

一種汽車(chē)門(mén)板焊點(diǎn)識(shí)別與焊接路徑規(guī)劃的方法，包括下述步驟：

S1、首先利用Canny邊緣檢測(cè)算法對(duì)原始汽車(chē)門(mén)板焊接部件的構(gòu)成圖進(jìn)行處理，得到汽車(chē)門(mén)板的邊緣圖像；

S2、用序貫相似性檢測(cè)算法對(duì)步驟S1邊緣檢測(cè)后的圖像進(jìn)行匹配來(lái)檢測(cè)門(mén)板上的各個(gè)焊接部件；

S3、在經(jīng)過(guò)步驟S2檢測(cè)完焊接件部件之后，將汽車(chē)門(mén)板邊緣圖像分割成幾個(gè)待檢測(cè)的區(qū)域，然后再分別對(duì)每個(gè)待檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行圓形霍夫變換的方法來(lái)識(shí)別所有的焊點(diǎn)；

S4、對(duì)步驟S3檢測(cè)出的所有焊點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)應(yīng)用遺傳算法進(jìn)行路徑規(guī)劃得到焊接路徑。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟S1中，利用Canny邊緣檢測(cè)算法得到汽車(chē)門(mén)板邊緣圖像，具體包括下述步驟：

S11、首先用高斯濾波器對(duì)輸入圖像進(jìn)行濾波；所述輸入圖像為原始汽車(chē)門(mén)板焊接部件的構(gòu)成圖；濾波前和濾波后圖像中每個(gè)點(diǎn)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(diǎn)坐標(biāo)；G(x,y,σ)表示高斯濾波公式；σ表示標(biāo)準(zhǔn)差；

S12、在經(jīng)過(guò)步驟S11的圖像濾波處理后，使用一階差分算子計(jì)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：