[发明专利]基于机器视觉的鞋底边缘轨迹及涂胶位姿提取方法

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的鞋底边缘轨迹及涂胶位姿提取方法，其特征是首先利用3D激光传感器获取鞋底曲面原始三维点云数据，通过滤波处理获得去噪三维点云数据，以去噪三维点云数据形成鞋底曲面扫描轮廓图；然后将去噪三维点云数据进行降维处理，并映射为二维深度图像；对于二维深度图像进行数据处理，从而获得鞋底边缘轨迹曲线；再针对所述鞋底边缘轨迹曲线采用偏置算法和曲线拟合获得涂胶喷枪轨迹曲线，根据所述涂胶喷枪轨迹曲线计算获得喷枪工作点的涂胶位姿。本发明实现了智能识别鞋底轮廓并提取鞋底边缘曲线，并通过数据处理获得机器人涂胶的工作位置和姿态，不需要人工参预。

技术领域

本发明涉及一种应用于鞋底加工制造业的鞋底喷胶轨迹提取方法，具体涉及基于机器视觉技术的智能鞋底喷胶方法。

背景技术

随着数字化生产技术在制鞋业中的应用，机器人逐步应用到鞋子喷胶工序中，目前喷胶轨迹普遍采用示教的方法来获取，在一定程度上实现了喷胶工序的自动化，但是它的适应能力不强，针对不同款式、不同尺寸鞋子定制都需要重新进行编程，编程过程需要专业人士人为参与，过程繁琐效率低，精度也不易掌控，基本都是靠示教者目测来决定。

近年来，也出现了依靠三维成像技术来对喷涂件建模的技术，但不够成熟，建模过程依赖人为参与，需要针对三维模型进行后处理，进行手工编辑和优化。这样做的缺点一方面无法做到自动化，需要专业的三维模型编辑认识参与，另一方面人工编辑难免出现误差，导致模型不够精准，最终影响喷涂效果。智能制鞋业中鞋底边缘轮廓获取技术非常关键，将决定生成的实际喷胶轨迹的精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的鞋底边缘轨迹及涂胶位姿提取方法，实现智能识别鞋底轮廓并提取鞋底边缘曲线，并通过数据处理获得机器人涂胶的工作位置和姿态。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明基于机器视觉的鞋底边缘轨迹及涂胶位姿提取方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、利用3D激光传感器获取鞋底曲面原始三维点云数据，对于所述鞋底曲面原始三维点云数据采用中值滤波处理，滤除3D激光传感器采集形成的毛刺噪声，获得去噪三维点云数据，以所述去噪三维点云数据形成鞋底曲面扫描轮廓图；

步骤2、将所述去噪三维点云数据进行降维处理，并映射为二维深度图像；对于所述二维深度图像进行数据处理，从而获得鞋底边缘轨迹曲线；

步骤3、针对所述鞋底边缘轨迹曲线采用偏置算法和曲线拟合获得涂胶喷枪轨迹曲线，根据所述涂胶喷枪轨迹曲线计算获得喷枪工作点的涂胶位姿。

本发明基于机器视觉的鞋底边缘轨迹及涂胶位姿提取方法的特点也在于：所述步骤2中的映射是指：将鞋底曲面中的点P(x，y，z)按一行一列的方式依次存储在与去噪三维点云数据对应行列的图片中形成m×n的二维深度图像，m为图像行，n为图像列，所述数据处理是按如下步骤进行：

步骤2.1、针对m×n的二维深度图像对m行，都进行从左往右进行遍历，直到第一次满足式(1)为止，将第一次满足式(1)的点记录在左数据点集Q^left中；

步骤2.2、针对m×n的二维深度图像对m行，从右往左进行遍历，直到第一次满足式(1)为止，将第一次满足式子(1)的点记录在右数据点集Q^right中；

f(i,j)[2]≠0 (1)

i为图像的行数，j为图像的列数；

f(i,j)表示第i行、第j列的三通道像素值；

f(i,j)[u]表示第i行、第j列的u通道像素值，0≤u≤2；