[發明專利]焊縫運動軌跡的自動示教方法和裝置

有效

• 申請號: 201910140444.8
• 申請日: 2019-02-25
• 公開（公告）號: CN109903279B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 王柯;戚驍亞;齊立哲;劉建都;劉旭;李夢煒
• 申請（專利權）人: 北京深度奇點科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/70;G06N3/04
• 代理公司: 北京謹誠君睿知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11538
• 代理人: 延慧

本申請涉及一種焊縫運動軌跡的自動示教方法和裝置；所述方法包括：獲取待焊接物體的彩色圖像和三維點云圖像；對所述彩色圖像進行處理，定位出焊縫區域；根據所述彩色圖像與所述三維點云圖像之間的對應關系，在所述三維點云圖像中提取出焊縫區域的局部點云圖像；根據提取的所述局部點云圖像確定焊縫的起點和終點。該方法針對不同擺放姿態、不同焊縫形狀的角接直焊縫焊接物體，均能自動提取出待焊接焊縫，避免了焊接過程中大量的人工示教重復操作；該方法使用人工智能和傳統方法結合的技術方案，大大增強了焊縫檢測和定位的精確度和魯棒性。

技術領域

本申請涉及機器人控制技術領域，具體涉及一種焊縫運動軌跡的自動示教方法和裝置。

背景技術

焊接機器人在當前的工業生產中應用特別廣泛，目前在所有的工業機器人中，用于焊接的機器人占比可達40％以上。

用焊接機器人進行作業時，必須預先對機器人發出指令，規定機器人應該完成的動作和作業的具體內容，這個指示過程稱之為對機器人的示教，或者稱之為對機器人的編程。對機器人的示教內容通常存儲在機器人的控制裝置內，通過存儲內容的再現，機器人就能實現人們所要求的動作和要求人們賦予的作業內容。

示教內容主要由兩部分組成，一是機器人焊縫運動軌跡的離線示教，二是機器人作業條件的離線示教。機器人焊縫運動軌跡的離線示教主要是對為了完成某一作業，焊絲端部所要運動的軌跡，包括運動類型和運動速度的示教。機器人作業條件的示教主要是為了獲得好的焊接質量，對焊接條件進行示教，包括被焊金屬的材質、板厚、對應焊縫形狀的焊槍姿勢、焊接參數、焊接電源的控制方法等。

相關技術中，上述機器人焊縫運動軌跡離線示教方法針對不同焊縫，需要通過人工將焊縫焊接軌跡全部示教出來。當焊接工件的結構或焊縫形狀及位置變化較大時，離線示教會耗費大量的人力成本和時間成本；由于加工誤差的存在，同一種結構工件及焊縫也存在一定差異，使用離線示教的軌跡可能會影響焊接質量。

近年來，深度學習在圖像識別、立體視覺等領域取得了突飛猛進的成果。傳統的焊接機器人迫切需要采用最新的AI技術來提高勞動生產率，提高焊接質量。

發明內容

為至少在一定程度上克服相關技術中存在的問題，本申請提供一種焊縫運動軌跡的自動示教方法和裝置。

根據本申請實施例的第一方面，提供一種焊縫運動軌跡的自動示教方法，包括：

獲取待焊接物體的彩色圖像和三維點云圖像；

對所述彩色圖像進行處理，定位出焊縫區域；

根據所述彩色圖像與所述三維點云圖像之間的對應關系，在所述三維點云圖像中提取出焊縫區域的局部點云圖像；

根據提取的所述局部點云圖像確定焊縫的起點和終點。

進一步地，所述對所述彩色圖像進行處理，包括：

使用卷積神經網絡對所述彩色圖像進行處理，所述卷積神經網絡是預先訓練的卷積神經網絡模型。

進一步地，所述使用卷積神經網絡對所述彩色圖像進行處理，包括：

通過第一神經網絡對所述彩色圖像進行處理，得到焊縫區域在所述彩色圖像中的矩形區域位置；

通過第二神經網絡對所述矩形區域內的圖像進行處理，得到焊縫區域。

進一步地，所述第一神經網絡為物體檢測神經網絡，所述第二神經網絡為物體分割神經網絡。

進一步地，所述彩色圖像與所述三維點云圖像之間的對應關系為：像素坐標之間的對應關系。

進一步地，所述在所述三維點云圖像中提取出焊縫區域的局部點云圖像，包括：

將所述彩色圖像的像素的坐標轉換為齊次坐標形式；