[發明專利]飛機蒙皮移動機器人制孔視覺定位及檢測方法

在審

• 申請號: 202110793390.2
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113554713A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 職統興;李來希;孫德志;冷超
• 申請（專利權）人: 大連四達高技術發展有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/73;G06T7/60;G06T7/11;G06T7/00;G06K9/62
• 代理公司: 大連科技專利代理有限責任公司 21119
• 代理人: 胡連生

本發明公開了一種飛機蒙皮移動機器人制孔視覺定位及檢測方法，包括以下步驟：步驟一：對安裝在移動機器人的末端法蘭上的雙目相機的標定；步驟二：雙目相機與移動機器人的標定；步驟三：匹配模板的建立；步驟四：機器人坐標系與飛機坐標系的位姿關系建立；步驟五：制孔；步驟六：锪窩深度檢測；本發明的特點是：通過雙目相機的視覺定位大幅提高了飛機蒙皮制孔效率和精度，尤其解決了曲面薄蒙皮的制孔難題，而且制孔后并可自動化檢測锪窩深度，滿足飛機蒙皮高精度制孔及檢測的要求，提高了整體工作效率。

技術領域

本發明涉及飛機制造相關技術領域，具體涉及一種飛機蒙皮移動機器人制孔視覺定位及檢測方法。

背景技術

航空航天產品不僅外形龐大，并且零件眾多，協調關系復雜，對部件的加工和裝配要求非常嚴格，在航空航天產品的裝配過程中，鉚接是十分常見的鏈接方式，其制孔質量對飛機安全性和壽命影響巨大，目前，制孔越來越多的使用機器人進行自動制孔，但是如何精準定位加工點是至關重要的難點，而現在通常采用的定位技術在精度上仍有待提高，尤其是針對機器人移動產生的誤差較難補償，另外，現階段對制孔锪窩的檢測主要還是以人工操作為主，不僅工作效率低，同時檢測的精度也不高，給產品的質量增加了很多不確定的因素，限制了產品的質量和穩定性。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足問題，提供一種飛機蒙皮移動機器人制孔視覺定位及檢測方法。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：飛機蒙皮移動機器人制孔視覺定位及檢測方法，包括以下步驟：

步驟一：對安裝在移動機器人的末端法蘭上的雙目相機的標定

雙目相機通過不同角度對標準標定板進行拍攝，獲得雙目相機的內參、外參以及雙目相機之間的位姿關系，完成雙目相機的標定；

步驟二：雙目相機與移動機器人的標定

通過上述標定的雙目相機對雙目視覺檢測標定板進行拍攝，獲得雙目視覺檢測標定板的特征點在相機坐標系上的位姿，并用激光跟蹤儀建立相機坐標系與機器人法蘭坐標系之間的位姿關系，通過已知的機器人法蘭坐標系與機器人坐標系的位姿關系，獲得相機坐標系與機器人坐標系的位姿關系，完成雙目相機與移動機器人的標定；

步驟三：匹配模板的建立

通過標定后的雙目相機對飛機蒙皮上的參考基準孔的特征點進行拍攝，圖片經過圖像處理后建立成匹配模板；

步驟四：機器人坐標系與飛機坐標系的位姿關系建立

再次通過雙目相機對飛機蒙皮上的基準孔特征點進行拍攝，并通過相機坐標系與機器人坐標系的位姿關系，建立機器人坐標系與飛機坐標系之間的位姿關系；

步驟五：制孔

將移動機器人的末端執行器移動至飛機蒙皮的基準孔位置進行拍攝，獲得的基準孔的特征點與匹配模板進行匹配，經過參數判斷確定特征點是否滿足要求，滿足要求的即可以基準孔為基準進行制孔；

步驟六：锪窩深度檢測

制孔后，通過末端執行器側端上安裝的檢測相機對飛機蒙皮上的加工孔進行拍攝，識別加工孔的內徑與外徑進而計算出锪窩深度，經過參數判斷確定锪窩深度是否滿足要求。

所述相機坐標系與機器人法蘭坐標系的位姿關系的約束條件：

建立匹配模板的圖片要選擇清晰完整的圖片，經過圖片矯正、仿射變換、圖片預處理、閾值處理和Blob分析將特征區域分割出來，經高斯濾波、形態學分析、增加對比度、邊緣檢測、XLD分析后建立匹配模板。

所述匹配模板的匹配采用圖像金字塔分層搜索策略。