华中科技大学杨吉祥获国家专利权
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龙图腾网获悉华中科技大学申请的专利一种基于线激光测量的焊缝特征识别及路径提取方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119458374B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411969884.1,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权一种基于线激光测量的焊缝特征识别及路径提取方法是由杨吉祥;曹译文;漆琪;丁汉设计研发完成,并于2024-12-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于线激光测量的焊缝特征识别及路径提取方法在说明书摘要公布了:本发明属于三维测量与焊缝加工技术领域,公开了一种基于线激光测量的焊缝特征识别及路径提取方法。本发明提出了一种焊缝形貌提取的全自动化方法,可实现焊缝打磨等加工步骤前的自动化测量部分,使得机器人测量焊缝位置后,能实现焊缝形貌提取、计算焊缝中心线位置从而获得加工路径,同时,通过手眼矩阵可直接指导机器人对焊缝进行加工。此外,焊缝加工前后的焊宽与余高特征也可被计算、对比。在实现焊宽、余高计算后,可进一步针对加工参数进行计算,整个方法为焊缝自动化加工提供技术支持。
本发明授权一种基于线激光测量的焊缝特征识别及路径提取方法在权利要求书中公布了:1.一种基于线激光测量的焊缝特征识别及路径提取方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、使用手眼标定实验标定机器人的手眼矩阵,获得线激光相机的测量点云原点相对于机器人法兰盘原点的坐标变换矩阵; S2、使用控制器模块,同步记录线激光相机扫描点云数据与机器人相对于基坐标系的末端坐标及姿态,并根据计算得到的手眼矩阵、机器人运动数据、线激光扫描数据,重建焊缝扫描点云,该重建点云所在坐标系为机器人基坐标系; S3、根据重建得到的焊缝点云,实行为后续点云局部特征计算的预处理工作,根据计算点云局部几何特征并使用聚类方法提取焊缝位置;拟合焊缝所在平面,通过提取焊缝上距离平面的最高点,获得焊缝中心线; S4、根据已提取焊缝,使用pca算法计算得到焊缝主要朝向的向量,称作为中心线向量,并将过焊缝最高点且与中心线向量垂直的平面为中心线垂直平面;每单条激光线,找到左右距离焊缝中心点最远的点,获得焊缝边缘点;同一条激光线上,计算焊缝边缘两点间距离,计算两点间线段长度于焊缝中心线上投影长度、线段长度于中心线垂直平面投影长度;认为线段长度于中心线垂直平面投影长度为焊缝宽度,焊缝中心线上点与焊缝所在平板的拟合平面之间距离为焊缝高度; 所述步骤S1中,通过式子AiXci=pi建立超定线性方程,求解手眼矩阵X,其中Ai是机器人位姿,ci是相机拍摄得到的点云位置,pi是点云中同一点在机器人基坐系下的位置; 其中,具体实验时,将标准球固定于转台上,机器人于多姿态测量标准球截面;根据标准球截面,通过最小二乘方法拟合圆截面中心,根据标准球的标称直径,计算相对于相机的球心坐标; xcircle、zcircle为测量所得的圆截面上点云位置,其中xball、yball、zball是计算所得的相对于相机的球心坐标,R为标准球标准半径,r为圆截面计算所得截面半径。
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