[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于3D視覺(jué)鞋底涂膠路徑規(guī)劃方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010173127.9
• 申請(qǐng)日: 2020-03-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111035115B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳海軍;時(shí)嶺;楊靜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杭州藍(lán)芯科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): A43D25/18
• 分類(lèi)號(hào): A43D25/18
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 應(yīng)孔月

1.一種基于3D視覺(jué)鞋底涂膠路徑規(guī)劃方法，其特征在于，包括：

通過(guò)3D相機(jī)獲取鞋底點(diǎn)云數(shù)據(jù)，其中所述3D相機(jī)采用編碼結(jié)構(gòu)光3D相機(jī)；

計(jì)算所述鞋底點(diǎn)云數(shù)據(jù)中各點(diǎn)法矢特征，根據(jù)高斯球映射原理，在三維空間下提取滿(mǎn)足預(yù)定法矢特征的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，作為鞋底涂膠輪廓局內(nèi)點(diǎn)；

根據(jù)所述鞋底涂膠輪廓局內(nèi)點(diǎn)，利用幾何學(xué)獲取鞋底涂膠輪廓曲線(xiàn)離散點(diǎn)集，具體包括：運(yùn)用幾何學(xué)計(jì)算所述鞋底涂膠輪廓局內(nèi)點(diǎn)點(diǎn)云的質(zhì)心，經(jīng)質(zhì)心沿z軸正方向移動(dòng)預(yù)定距離得到定點(diǎn)，同時(shí)分別計(jì)算該鞋底涂膠輪廓局內(nèi)點(diǎn)點(diǎn)云在x與y軸方向的最大值與最小值及各自的最值差；選擇x與y軸的最值差較大者為切割方向，切割方向所在x或y軸最小值和最大值所屬的局內(nèi)點(diǎn)為切割始末，以平行于z軸的平面為切割面，對(duì)鞋底涂膠輪廓局內(nèi)點(diǎn)點(diǎn)云進(jìn)行等距切割，保留距切割面某一距離內(nèi)的點(diǎn)數(shù)據(jù)，記為切割點(diǎn)云塊；遍歷切割點(diǎn)云塊，映射到定點(diǎn)所在切割面的平面內(nèi)，遍歷切割點(diǎn)云塊內(nèi)的點(diǎn)，分別計(jì)算與定點(diǎn)連線(xiàn)的曲率，提取曲率最值的兩個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，所有提取點(diǎn)一起組成鞋底涂膠輪廓曲線(xiàn)離散點(diǎn)集；

對(duì)所述鞋底涂膠輪廓曲線(xiàn)離散點(diǎn)集進(jìn)行三維細(xì)化光滑；

對(duì)細(xì)化光滑處理后的鞋底涂膠輪廓曲線(xiàn)離散點(diǎn)集依據(jù)兩點(diǎn)間距離大小按就近原則編號(hào)；

編號(hào)后，對(duì)鞋底涂膠輪廓曲線(xiàn)離散點(diǎn)集進(jìn)行三維曲線(xiàn)擬合，并自適應(yīng)離散，獲得輪廓離散點(diǎn)；

根據(jù)輪廓離散點(diǎn)，計(jì)算涂膠路徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于3D視覺(jué)鞋底涂膠路徑規(guī)劃方法，其特征在于，通過(guò)3D相機(jī)獲取鞋底點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí)，鞋底樣本安放形式采用按3D相機(jī)與鞋底底面基本垂直原則，兼容無(wú)序朝向方式。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于3D視覺(jué)鞋底涂膠路徑規(guī)劃方法，其特征在于，通過(guò)3D相機(jī)獲取鞋底點(diǎn)云數(shù)據(jù)，包括：

根據(jù)3D相機(jī)與鞋底的相對(duì)位置進(jìn)行Z向、X向、Y向的直通濾波，將點(diǎn)云數(shù)據(jù)縮減到鞋底及其周邊預(yù)定范圍內(nèi)；

利用采樣一致性擬合鞋底平面，并去除噪點(diǎn)得到單一鞋底樣本俯視的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于3D視覺(jué)鞋底涂膠路徑規(guī)劃方法，其特征在于，通過(guò)kdtree搜索方法計(jì)算所述鞋底點(diǎn)云數(shù)據(jù)中各點(diǎn)法矢特征。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于3D視覺(jué)鞋底涂膠路徑規(guī)劃方法，其特征在于，對(duì)所述鞋底涂膠輪廓曲線(xiàn)離散點(diǎn)集采用移動(dòng)最小二乘法進(jìn)行三維細(xì)化光滑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于3D視覺(jué)鞋底涂膠路徑規(guī)劃方法，其特征在于，對(duì)細(xì)化光滑處理后的鞋底涂膠輪廓曲線(xiàn)離散點(diǎn)集依據(jù)兩點(diǎn)間距離大小按就近原則編號(hào)，包括：

計(jì)算細(xì)化光滑處理后的鞋底涂膠輪廓曲線(xiàn)離散點(diǎn)集在x或y軸的最值，連接在鞋底涂膠輪廓曲線(xiàn)離散點(diǎn)集中x或y軸最值所屬兩點(diǎn)成直線(xiàn)，將細(xì)化光滑處理后的鞋底涂膠輪廓曲線(xiàn)離散點(diǎn)集分成以直線(xiàn)為界的兩部分，以x或y軸最小值與最大值所屬點(diǎn)為目標(biāo)點(diǎn)，分別遍歷兩部分點(diǎn)集，選擇一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，按兩點(diǎn)距離大小依次排序，得到兩部分排序點(diǎn)集，并與兩個(gè)目標(biāo)點(diǎn)一起首尾連接進(jìn)行編號(hào)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于3D視覺(jué)鞋底涂膠路徑規(guī)劃方法，其特征在于，對(duì)鞋底涂膠輪廓曲線(xiàn)離散點(diǎn)集進(jìn)行三維曲線(xiàn)擬合，并自適應(yīng)離散，獲得輪廓離散點(diǎn)，包括：

三維曲線(xiàn)擬合方法采用Nurbs曲線(xiàn)擬合，將游離在曲線(xiàn)外的離散點(diǎn)去除，獲得輪廓離散點(diǎn)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于3D視覺(jué)鞋底涂膠路徑規(guī)劃方法，其特征在于，根據(jù)輪廓離散點(diǎn)，計(jì)算涂膠路徑，包括：

將輪廓離散點(diǎn)在各自法矢方向移動(dòng)預(yù)定距離，得到涂膠槍口的位置；

根據(jù)3D相機(jī)與機(jī)械手的標(biāo)定關(guān)系，將涂膠槍口路徑點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)變換生成路點(diǎn)，形成涂膠路徑。

9.一種基于3D視覺(jué)鞋底涂膠路徑規(guī)劃裝置，其特征在于，包括：

數(shù)據(jù)獲取模塊，用于通過(guò)3D相機(jī)獲取鞋底點(diǎn)云數(shù)據(jù)，其中所述3D相機(jī)采用編碼結(jié)構(gòu)光3D相機(jī)；

內(nèi)點(diǎn)計(jì)算模塊，用于計(jì)算所述鞋底點(diǎn)云數(shù)據(jù)中各點(diǎn)法矢特征，根據(jù)高斯球映射原理，在三維空間下提取滿(mǎn)足預(yù)定法矢特征的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，作為鞋底涂膠輪廓局內(nèi)點(diǎn)；

離散點(diǎn)集計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述鞋底涂膠輪廓局內(nèi)點(diǎn)，利用幾何學(xué)獲取鞋底涂膠輪廓曲線(xiàn)離散點(diǎn)集，具體包括：運(yùn)用幾何學(xué)計(jì)算所述鞋底涂膠輪廓局內(nèi)點(diǎn)點(diǎn)云的質(zhì)心，經(jīng)質(zhì)心沿z軸正方向移動(dòng)預(yù)定距離得到定點(diǎn)，同時(shí)分別計(jì)算該鞋底涂膠輪廓局內(nèi)點(diǎn)點(diǎn)云在x與y軸方向的最大值與最小值及各自的最值差；選擇x與y軸的最值差較大者為切割方向，切割方向所在x或y軸最小值和最大值所屬的局內(nèi)點(diǎn)為切割始末，以平行于z軸的平面為切割面，對(duì)鞋底涂膠輪廓局內(nèi)點(diǎn)點(diǎn)云進(jìn)行等距切割，保留距切割面某一距離內(nèi)的點(diǎn)數(shù)據(jù)，記為切割點(diǎn)云塊；遍歷切割點(diǎn)云塊，映射到定點(diǎn)所在切割面的平面內(nèi)，遍歷切割點(diǎn)云塊內(nèi)的點(diǎn)，分別計(jì)算與定點(diǎn)連線(xiàn)的曲率，提取曲率最值的兩個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，所有提取點(diǎn)一起組成鞋底涂膠輪廓曲線(xiàn)離散點(diǎn)集；

細(xì)化光滑模塊，用于對(duì)所述鞋底涂膠輪廓曲線(xiàn)離散點(diǎn)集進(jìn)行三維細(xì)化光滑；

編號(hào)模塊，用于對(duì)細(xì)化光滑處理后的鞋底涂膠輪廓曲線(xiàn)離散點(diǎn)集依據(jù)兩點(diǎn)間距離大小按就近原則編號(hào)；

輪廓離散點(diǎn)獲取模塊，用于編號(hào)后，對(duì)鞋底涂膠輪廓曲線(xiàn)離散點(diǎn)集進(jìn)行三維曲線(xiàn)擬合，并自適應(yīng)離散，獲得輪廓離散點(diǎn)；

路徑計(jì)算模塊，用于根據(jù)輪廓離散點(diǎn)，計(jì)算涂膠路徑。