[發(fā)明專利]一種H型鋼切割路徑的動態(tài)補(bǔ)償方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011299843.8
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112381888A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周青泉;李勃波;郁苗成
• 申請（專利權(quán)）人: 上海方菱計(jì)算機(jī)軟件有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/60;G06T7/73;G05B19/404
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 陳斐

本發(fā)明是一種H型鋼切割路徑的動態(tài)補(bǔ)償方法，該動態(tài)補(bǔ)償方法包括如下步驟：步驟1：相機(jī)內(nèi)參標(biāo)定，標(biāo)定出相機(jī)的內(nèi)參矩陣；步驟2：光平面標(biāo)定，計(jì)算出激光線垂直方向的光平面方程；步驟3：機(jī)床標(biāo)定，建立相機(jī)坐標(biāo)系與機(jī)械坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換矩陣；步驟4：中心線提取，提取激光線上的“中心線”；步驟5：H型鋼關(guān)鍵部位測量，提取中心線上的目標(biāo)點(diǎn)集，并對其進(jìn)行測量；步驟6：切割路徑動態(tài)補(bǔ)償，切割系統(tǒng)根據(jù)上述測量結(jié)果對切割路徑進(jìn)行補(bǔ)償校正。本發(fā)明主要使用圖像處理技術(shù)實(shí)時(shí)測量H型鋼的三維尺寸和位置信息，切割系統(tǒng)根據(jù)視覺測量結(jié)果對切割路徑進(jìn)行修正補(bǔ)償，解決了傳統(tǒng)方法依靠傳感器來定位帶來的效率低、定位不準(zhǔn)等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)控切割技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種H型鋼切割路徑的動態(tài)補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)

在H型鋼切割過程中，需要對H型鋼進(jìn)行定位以及關(guān)鍵部位的尺寸進(jìn)行測量，傳統(tǒng)的辦法是在切割槍頭部安裝一個(gè)“碰撞傳感器”，通過接觸的方式來獲取H型鋼的位置，這種方法需要多次碰撞鋼體表面，十分耗時(shí)，由于在檢測過程中會和型鋼發(fā)生接觸，可能導(dǎo)致型鋼位置發(fā)生變化，從而影響后續(xù)的切割工序。針對尺寸測量常用到激光傳感器，首先將其安裝在切割槍頭部，然后槍體帶動激光傳感器進(jìn)行掃描，由于激光傳感器每次只能獲取一個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)，掃描出完整的輪廓需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，并且由于切割槍運(yùn)動過程中會發(fā)生抖動，可能導(dǎo)致該方法掃描出來的輪廓與實(shí)際輪廓不符合。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種H型鋼切割路徑的動態(tài)補(bǔ)償方法，該方法使用“機(jī)器視覺”技術(shù)對H型鋼進(jìn)行定位和測量的方法，該方法無接觸、測量精度高、效率高。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明是一種H型鋼切割路徑的動態(tài)補(bǔ)償方法，該動態(tài)補(bǔ)償方法包括如下步驟：

步驟1：相機(jī)內(nèi)參標(biāo)定，標(biāo)定出相機(jī)的內(nèi)參矩陣；

步驟2：光平面標(biāo)定，計(jì)算出激光線垂直方向的光平面方程；

步驟3：機(jī)床標(biāo)定，建立相機(jī)坐標(biāo)系與機(jī)械坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換矩陣；

步驟4：中心線提取，提取激光線上的“中心線”；

步驟5：H型鋼關(guān)鍵部位測量，提取“中心線”上的目標(biāo)點(diǎn)集，并對其進(jìn)行測量；

步驟6：切割路徑動態(tài)補(bǔ)償，切割系統(tǒng)根據(jù)上述測量結(jié)果對切割路徑進(jìn)行補(bǔ)償校正。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述步驟1中，相機(jī)的內(nèi)參矩陣的標(biāo)定方法包括如下步驟：

（1）將一塊標(biāo)定板放置在相機(jī)視野內(nèi)，調(diào)整曝光和焦距使得成像清晰；

（2）調(diào)整標(biāo)定板角度，進(jìn)行拍照并存儲，一共取不少于12張圖片；

（3）利用上述圖片和張正友標(biāo)定法計(jì)算出相機(jī)的內(nèi)參矩陣和畸變系數(shù)。

本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述步驟2中的激光線垂直方向的光平面方程的計(jì)算包括如下步驟：

步驟（1）：將棋盤格標(biāo)定板放置在激光線下，調(diào)整曝光至可以清楚地拍攝出標(biāo)定板，先關(guān)閉激光器，然后進(jìn)行拍照并保存該圖片；

步驟（2）：保持標(biāo)定板位置不動，打開激光器，調(diào)整曝光至背景“黑暗”，只留一條清晰的激光線在圖片上，然后進(jìn)行拍照并保存該圖片；

步驟（3）：調(diào)整標(biāo)定板在激光線垂直方向的位置，重復(fù)步驟（1）和步驟（1），一共記錄12組照片，每組照片分別為一張有激光線一張無激光線；