[发明专利]管板焊轨迹生成方法、装置、设备及计算机存储介质

权利要求书

1.一种管板焊轨迹生成方法，其特征在于，所述管板焊轨迹生成方法包括以下步骤：

获取待焊接管板的有序点云，根据所述有序点云构建所述待焊接管板对应的四角网格数据，所述待焊接管板包括钢板和多根圆管；

根据所述四角网格数据进行平面分割，获得钢板所在平面网格和圆管端面网格；

根据所述钢板所在平面网格提取钢板平面的边缘点云，根据所述钢板平面的边缘点云和圆环点云中心进行局部平面拟和，获得管板交线投影平面；

根据所述圆管端面网格提取圆环外轮廓点云，将所述圆环外轮廓点云投影到所述管板交线投影平面，获得投影圆环点云；

根据所述投影圆环点云，进行空间圆拟合，根据拟合的空间圆参数，计算实际焊接圆弧顶点；

根据所述实际焊接圆弧顶点生成多个管板焊接轨迹。

2.如权利要求1所述的管板焊轨迹生成方法，其特征在于，所述根据所述钢板所在平面网格提取钢板平面的边缘点云之前，还包括：

将圆管端面面积与点云分辨率关联，计算网格面顶点数量阈值；

根据所述钢板所在平面网格和所述圆管端面网格，提取网格面的集合；

判断所述网格面的集合中各网格面顶点数是否大于所述网格面顶点数量阈值；

若大于，则保留对应的网格面，根据保留的网格面计算待焊接管板的轨迹个数；

相应地，所述根据所述实际焊接圆弧顶点生成多个管板焊接轨迹，包括：

根据所述待焊接管板的轨迹个数和所述实际焊接圆弧顶点生成多个管板焊接轨迹。

3.如权利要求1所述的管板焊轨迹生成方法，其特征在于，所述根据所述投影圆环点云，进行空间圆拟合，根据拟合的空间圆参数，计算实际焊接圆弧顶点，包括：

通过随机采样一致性算法对投影圆环点云进行空间拟合，根据拟合的空间圆圆心坐标、半径和空间圆法向量，计算空间圆方程；

根据所述空间圆方程，查找拟合轨迹分割点，根据所述拟合轨迹分割点获取圆弧顶点坐标；

通过k-d树搜索，在所述投影圆环点云中查找与所述圆弧顶点坐标最接近的点，作为实际焊接圆弧顶点。

4.如权利要求3所述的管板焊轨迹生成方法，其特征在于，所述根据拟合的空间圆圆心坐标、半径和空间圆法向量，计算空间圆方程，包括：

根据拟合的空间圆圆心坐标o'_k，半径R，和空间圆法向量计算空间圆的参数方程为：

其中，o_x、o_y、o_z分别为所述空心圆圆心坐标的x、y、z轴坐标，为三维坐标系X轴方向向量。

5.如权利要求4所述的管板焊轨迹生成方法，其特征在于，所述根据所述空间圆方程，查找拟合轨迹分割点，根据所述拟合轨迹分割点获取圆弧顶点坐标，包括：

在拟合的空间圆上，查找第一预设数量的拟合轨迹分割点，根据所述拟合轨迹分割点将所述空间圆分解为第二预设数量的圆弧；

调整所述空间圆的参数方程中θ值，获取所述圆弧的圆弧顶点坐标。

6.如权利要求1～5中任一项所述的管板焊轨迹生成方法，其特征在于，所述根据所述钢板所在平面网格提取钢板平面的边缘点云，根据所述钢板平面的边缘点云和圆环点云中心进行局部平面拟和，获得管板交线投影平面，包括：

计算每个圆环点云的圆环点云中心和平均半径；

计算所述钢板平面的边缘点云中任意顶点与所述圆环点云中心的距离，并记距离集合为D_v；

根据所述距离和所述平均半径确定顶点个数

按照预设规则获取所述距离集合D_v中个值所对应的顶点坐标；

根据个所述顶点坐标，采用随机采样一致性算法进行局部平面拟和，获得管板交线投影平面。

7.如权利要求1～5中任一项所述的管板焊轨迹生成方法，其特征在于，所述根据所述实际焊接圆弧顶点生成多个管板焊接轨迹之后，还包括：

对多个所述管板焊接轨迹进行排序，获得目标焊接轨迹。