[發明專利]基于移動機構運動軌跡的線激光掃描狀態控制方法

在審

• 申請號: 202210027287.1
• 申請日: 2022-01-11
• 公開（公告）號: CN114485397A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 陳鵬飛;葉云波;蒲江;王聰毅;吳迪
• 申請（專利權）人: 重慶固高科技長江研究院有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G06F17/11;G06F17/16;G06T7/80
• 代理公司: 深圳市惠邦知識產權代理事務所 44271
• 代理人: 滿群

本發明涉及基于移動機構運動軌跡的線激光掃描狀態控制方法，控制方法包括以下步驟：⑴準備標定流程：對同一傳感及移動機構，標定過程僅需在安裝時完成一次；⑵計算指定時刻移動機構末端工具點P_{tool_now}及其運動方向向量V_move；⑶計算傳感檢測平面在移動機構基坐標系下O_robot下的平面方程Ax+By+Cz+D＝0；⑷計算評估：計算運動方向向量與工具點在傳感平面投影垂足點至工具點向量夾角。

技術領域

本發明屬于工業檢測技術領域，特別涉及一種基于移動機構運動軌跡的線激光掃描狀態控制方法。

背景技術

目前的工業檢測技術手段，常使用的掃描檢測手段為：在移動機構末端安裝線激光傳感器，通過機構移動，完成對目標工件的掃描過程。移動機構包括工業機器人、多軸直線模組等多自由度機構。

但對于在實時掃描中需同時對待測物進行處理的工藝流程，如涂膠、焊接、增材制造、減材制造等，線激光掃描線需持續保持覆蓋加工部分。如工件一致性差或者加工過程中會發生整體變形，需要根據變化調整軌跡，則常使用移動機構軌跡由實時引導裝置計算，其每次運行都有差異。

使用實時引導存在的主要問題表現如下幾點：

⑴軌跡姿態不固定，難以保證每次運行線激光掃描區域覆蓋加工部分。

⑵無法評估每個運動瞬時，線激光掃描區域與加工區域的掃描覆蓋程度。

發明內容

本發明的目的在于克服瞬時線激光掃描區域覆蓋狀態難以評估的情況而提供一種用來評估運動瞬時任意數量的線激光掃描狀態的基于移動機構運動軌跡的分析方法。可用于以下場景：⑴實時引導的姿態評估優化.⑵運行后的引導軌跡質量分析。⑶多個線激光傳感場景下，分析各傳感掃描區域為加工前或加工后。⑷其余需要判斷傳感掃描區域狀態的場景。本發明的另一目的是提供一種根據運動軌跡運動的趨勢，計算指定時刻移動機構的運動方向向量。通過運動方向向量與線激光測量平面指向工具點側的法向量在空間內的夾角關系來判定掃描狀態的基于移動機構運動軌跡的線激光掃描狀態控制方法。

本發明的技術解決方案是所述基于移動機構運動軌跡的線激光掃描狀態控制方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

⑴準備標定流程：對同一傳感及移動機構，標定過程僅需在安裝時完成一次；

⑵計算指定時刻移動機構末端工具點P_{tool_now}及其運動方向向量V_move；

⑶計算傳感檢測平面在移動機構基坐標系下O_robot下的平面方程Ax+By+Cz+D＝0；

⑷計算評估：計算運動方向向量與工具點在傳感平面投影垂足點至工具點向量夾角。

作為優選：所述步驟⑴進一步包括：

(1.1)用3點標定法，計算實際工具點基于移動機構末端坐標系O_end下的空間位置點P_tool；

(1.2)用線激光手眼標定手段，計算各個線激光傳感與移動機構末端坐標系O_end的手眼轉換矩陣T_{trans_1}、T_{trans_2}……T_{trans_n}。

作為優選：所述步驟⑵進一步包括：