[发明专利]用于大尺寸复杂形面的机器人自动测量方法及系统

权利要求书

1.用于大尺寸复杂形面的机器人自动测量系统，该系统包括：工控机、移动机器人平台、机器人控制器、工业机器人、全局测量系统、扫描设备、扫描路径规划控制器、扫描数据处理器，其中：

所述工控机与所述机器人控制器、扫描设备、移动机器人平台进行电气连接，扫描路径规划控制器运行于工控机中，用于根据测量需求规划移动机器人平台的行走路径，以及工业机器人的运动路径，工控机按照扫描路径规划控制器得到的路径，控制移动机器人平台及工业机器人运动，带动扫描设备对待测量部件进行扫描；所述全局测量系统实时跟踪扫描设备的空间位姿，工控机实时采集扫描设备的扫描数据及全局测量系统的跟踪定位数据，扫描数据处理器运行于工控机中，根据全局测量系统的跟踪定位数据，对扫描设备的扫描数据进行拼接处理，得到待测量部件型面的测量数据，其中，所述路径规划控制器集成在工控机上，读取待测部件、移动机器人平台、工业机器人、扫描设备的三维模型，根据测量得到的相对位姿关系构建扫描路径规划仿真环境，通过路径规划方法生成无干涉的移动机器人平台及工业机器人运动路径，所述工业机器人是具有6个自由度的串联式机器人。

2.如权利要求1所述的机器人自动测量系统，其中，所述移动机器人平台与工业机器人、机器人控制器机械连接，用于根据工控机的控制指令实现扫描设备的空间移动扫描。

3.如权利要求1或2所述的机器人自动测量系统，其中，所述扫描设备用于扫描待测部件的三维形貌数据，经过扫描数据处理器处理后形成待测部件曲面的三维模型。

4.用于大尺寸复杂形面的机器人自动测量方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，在测量场地内布置全局测量系统，在移动平台机器人、扫描设备、待测部件上设置用于全局测量系统测量定位的测量靶标；

步骤2，全局测量系统测量得到移动机器人平台、待测部件的空间位姿信息，并发送给工控机；

步骤3，扫描路径规划控制器读取待测部件、移动机器人平台、工业机器人、机器人控制器、扫描设备、待测部件的三维模型，结合步骤2中获得的机器人平台、待测部件的空间位姿信息，通过最小二乘法计算得到机器人平台、待测部件的相对位姿关系，进而构建虚实融合的三维扫描路径仿真环境，识别扫描运动过程中的几何约束，根据对待侧部件的全覆盖扫描需求，通过路径规划方法计算出移动机器人平台及工业机器人的无干涉扫描运动路径；

步骤4，利用工控机将步骤3得到的无干涉扫描运动路径转化成机器指令，控制移动机器人平台移动，并通过机器人控制器驱动工业机器人和扫描设备运动，对待测部件进行扫描测量；

步骤5，在扫描设备运动扫描过程中，全局测量系统实时测量扫描设备的空间位姿信息，工控机采集扫描设备的扫描数据及空间位姿信息，利用扫描数据处理器处理扫描设备的扫描数据及空间位姿信息，得到待测部件的三维型面数据。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述工业机器人是具有6个自由度的串联式机器人。

6.如权利要求4所述的方法，其中，所述扫描设备为激光扫描仪。

7.如权利要求4所述的方法，其中，所述移动机器人平台是能够在地面实现平移及转动的移动机器人。

8.如权利要求4-7任一项所述的方法，其中，所述扫描路径规划控制器得到的扫描运动路径，既能扫描待测部件，又在运动过程中保证工业机器人、移动机器人平台、扫描部件、待测部件各部分间无碰撞发生。