[發明專利]一種基于優選視角的裝配狀態識別方法

在審

• 申請號: 202211532142.3
• 申請日: 2022-12-01
• 公開（公告）號: CN116091559A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 張杰;謝景波;王廷斌;李偉博;季寶寧
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06T7/30
• 分類號: G06T7/30;G06T7/73;G06V10/75
• 代理公司: 西安匠星互智知識產權代理有限公司 61291
• 代理人: 王凱敏

為解決現有的產品裝配狀態識別方法易出現識別錯誤、誤判，以及計算耗時大的問題，本發明提出了一種基于優選視角的裝配狀態識別方法。本發明首先建立產品數字模型各裝配狀態的外接正多面體，通過正多面體的各頂點、面中心獲取數字模型在不同視角下的點云數據，對不同視角下的鄰階序列數模點云構建形狀向量描述符并進行余弦距離測度計算，選出不同鄰階序列的優選視角；接著構建在裝產品點云描述符和數模點云分層投影輪廓描述符，進行在裝產品輪廓與數模輪廓的局部到整體配準；然后根據配準關系將采樣視角變換至優選視角并進行重采樣，分析優選視角產品點云與數模點云的截層輪廓重合度差異判斷出關鍵截層，最終利用關鍵截層重合度完成裝配狀態識別。

技術領域

本發明屬于計算機輔助裝配領域，具體涉及一種利用產品數字模型計算出各相鄰序列識別優選視角，進而在優選視角下進行產品裝配狀態識別的方法。

背景技術

人工裝配以其靈活度高、適應能力強的優勢在復雜產品裝配過程中占據重要地位。隨著智能制造的快速發展，復雜產品的裝配工藝難度日趨提升，增加了人工理解裝配進度和裝配作業的學習成本，成為了制約企業生產效率提升的難點問題。根據實時裝配場景分析裝配情況，將裝配引導信息及時推送給作業人員并進行引導作業，采用人機融合的裝配模式是解決該問題的有效手段。在裝產品是零件安裝的目標對象，蘊含了產品裝配的過程信息。結合在裝產品的過程信息分析實時裝配進度，通過提供裝配引導信息從而減少作業人員學習成本并預防錯誤操作，對提高人工裝配效率與質量具有積極的工程應用意義。目前已經出現一些用于裝配狀態識別的方法：

公開號為CN113111741A的專利文獻中公開了一種基于三維特征點的裝配狀態識別方法，該方法依據裝配體局部結構特征提取特征點，對比數字模型與在裝產品之間的特征點，實現點云配準與相似度計算，進而完成產品裝配狀態識別。但該方法在識別相鄰裝配階段產品時，可能會由于模型相似度較高而導致識別結果誤判。

公開號為CN114842221A的專利文獻中公開了一種基于產品深度圖像點云的無標識裝配狀態識別方法，該方法依據數字模型的投影點云構建形狀向量描述符，再通過深度相機在實際裝配場景中獲取在裝產品裝配狀態的深度圖像點云并同樣構建形狀向量描述符，最終利用余弦相似度方法計算兩種描述符之間的相似度，依據相似度計算結果完成裝配狀態的識別。但進一步研究發現在某些視角下，相鄰序列產品點云的形狀向量描述符區分度不夠，可能導致裝配狀態識別結果出錯的情況發生，且該方法屬于一對多模型無差別遍歷識別，計算耗時較大。

發明內容

為了解決現有的產品裝配狀態識別方法由于產品相鄰序列模型的裝配狀態相似度較高，部分視角下難以觀察到差異而導致產品狀態識別過程中易出現識別錯誤、誤判，以及現有方法存在計算耗時大的技術問題，本發明提出了一種基于優選視角的裝配狀態識別方法、存儲介質和電子設備。

本發明的發明構思是：

首先，對不同視角下的鄰階序列數模點云，構建形狀向量描述符并進行余弦距離測度計算，進而量化視角識別水平并選出不同鄰階序列的優選視角；

然后，構建在裝產品點云和數字模型點云分層投影輪廓，基于點到邊豪斯多夫距離進行局部到全局的點云配準，以此為據解析在裝產品點云和數模點云的空間映射關系；

最后，通過映射關系引導采樣點至優選視角點，在優選視角下根據關鍵裝配部位的局部截層輪廓重合度完成裝配狀態的識別。

本發明的技術方案是：

一種基于優選視角的裝配狀態識別方法，其特征在于，包括步驟：

步驟1：為裝配體的每一個裝配狀態的數字模型均建立m個共軸的外接正多面體，m≥1；

步驟2：對于每一個裝配狀態的數字模型，均分別以所述外接正多面體的頂點和每個面的中心點為視角，獲取其在各視角的局部點云；