[發明專利]一種基于SICK系統的工件三維重建方法

在審

• 申請號: 201811603977.7
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109822562A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 熊蓉;焦艷梅;王越
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 李亦慈;唐銀益

1.一種基于SICK系統的工件三維重建方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、將SICK系統與機械臂剛性連接固定，并保證它們的相對位置不發生改變；定義世界坐標系O_W、機械臂坐標系O_H、SICK系統坐標系O_S；對機械臂和SICK系統進行標定，得到機械臂坐標系相對于SICK系統坐標系的相對位姿^H_ST；

步驟二、固定工件于工作臺上，要求工件保持靜止以期可以被采集到數據，移動機械臂，打開SICK系統，采集工件的數據，之后再移動機械臂，利用SICK系統采集其他角度的工件數據，每次采集數據之后靜置后再進行下一次的采集，給SICK系統處理數據完成成像留下時間；

步驟三、處理SICK系統得到的3D點完成工件的三維重建。

2.如權利要求1所述的基于SICK系統的工件三維重建方法，其特征在于：所述的SICK系統包括激光(2)、相機(3)、編碼器，以獲得精度十分高的點云，主要用于零件裂縫的檢測。

3.如權利要求1或2所述的基于SICK系統的工件三維重建方法，其特征在于：所述的步驟2)中，每次采集數據前后，機械臂都保持靜止，以用于一是給SICK系統處理數據進行成像預留時間，二是采集靜止狀態的數據，不需要做機械臂和SICK系統的嚴格時間同步也能獲得重建精度。

4.如權利要求1所述的基于SICK系統的工件三維重建方法，其特征在于：所述的機械臂結合自身的運動學解算，得到每一個位姿的高精度狀態值。

5.如權利要求1所述的基于SICK系統的工件三維重建方法，其特征在于：將SICK系統與機械臂剛性連接固定，并保證它們的相對位置不發生改變，固定之后SICK系統的位置不能影響機械臂的擺動，同時機械臂的擺動也不能影響SICK系統采集工件的數據。

6.如權利要求1或2或4或5所述的基于SICK系統的工件三維重建方法，其特征在于：所述的步驟3)中，SICK系統處理得到的3D點在SICK系統坐標系O_S下的點為P_S，經過標定得到的相對位姿^H_ST轉化為機械臂坐標系O_H下表示為P_H，默認機械臂初始位置為世界坐標系O_W原點，則每一次機械臂的相對運動^H_WT都可以通過運動學解算得到。因此每一個3D點都可以通過下式轉到世界坐標系下：通過上式的轉化，采集到的所有3D點都可以統一到世界坐標系下，從而完成工件的三維重建。