[发明专利]一种基于最小二乘法的涂胶轨迹修正方法

说明书

本发明公开了一种基于最小二乘法的涂胶轨迹修正方法，包括：获取理想椭圆轨迹并离散为轮廓点，采集涂胶机器人按照该轮廓点运动的实际涂胶图像并进行预处理；提取预处理后的图像的亚像素边缘点；对亚像素边缘点进行坐标平移和旋转处理；由形心作若干条射线，分别与各平移和旋转处理后的亚像素边缘点和理想椭圆轨迹相交，计算每条射线上两个交点的差值，并将全部射线上的差值平均值作为轨迹偏差，判断轨迹偏差是否超过预设阈值，从而确定是否对平移和旋转处理后进行差值补偿，如是则基于最小二乘法对补偿点进行拟合处理，得到拟合椭圆轨迹并通过不断修正获得最终运行轨迹。该方法有助于快速修正涂胶轨迹，从而提高涂胶精度和工作效率。

技术领域

本发明属于涂胶技术领域，具体涉及一种基于最小二乘法的涂胶轨迹修正方法。

背景技术

涂胶机是一种能够控制流体，并将流体点涂抹于产品表面或内部的机器，有手动、半自动、全自动等形式，又可称之为灌胶机、滴胶机、点胶机等。涂胶机随着科技的进步而不断发展，从手动涂胶到全自动化的演变，使得涂胶机得到了广泛应用，不仅提高了生产效率，而且节约了人力成本，实现了高精度的自动化生产，对提高产品质量有着极其重大的意义。

如何控制涂胶的运动轨迹，是涂胶机器人控制系统在运行工程中需要解决的核心问题之一。涂胶阀的运动轨迹是有很多个微小的线段构成的折线，并不是平滑的曲线。也就是说，涂胶阀并不能完全的复现所需的轮廓运动，只能用折线无限逼近轮廓外形。而且由于机器人高速运动时，在离心力作用下，胶水轨迹有一个向外的微小偏差，大大降低涂胶精度。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提出一种基于最小二乘法的涂胶轨迹修正方法，有助于提高涂胶精度和工作效率。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

本发明提出的一种基于最小二乘法的涂胶轨迹修正方法，应用于涂胶机器人，涂胶机器人包括单目相机，基于最小二乘法的涂胶轨迹修正方法包括如下步骤：

S1、对单目相机进行标定，获取相机的内参和外参；

S2、获取理想椭圆轨迹并离散为若干个轮廓点，驱动涂胶机器人按照理想椭圆轨迹的轮廓点完成涂胶运动并利用标定好的单目相机采集实际涂胶图像；

S3、对实际涂胶图像进行预处理，预处理包括依次进行的平滑处理、灰度化处理和二值化处理；

S4、对预处理后的实际涂胶图像进行亚像素边缘检测，获得亚像素边缘并提取亚像素边缘点；

S5、对提取的亚像素边缘点进行坐标平移和旋转处理，使平移和旋转处理后的亚像素边缘点的形心与理想椭圆轨迹的形心重合且长短轴对应，对提取的亚像素边缘点进行坐标平移和旋转处理具体如下：

S51、根据高斯面积获取亚像素边缘点的形心坐标(C_x,C_y)，并基于形心坐标(C_x,C_y)对亚像素边缘点进行平移，形心坐标(C_x,C_y)满足如下公式：

式中，A为高斯面积，(x_i,y_i)为第i个亚像素边缘点坐标，n为亚像素边缘点的总数；

S52、计算各亚像素边缘点旋转后的坐标，实现对平移后的亚像素边缘点的旋转处理，旋转公式如下：

式中，为第i个亚像素边缘点旋转后的坐标，(x′_i,y′_i)为第i个亚像素边缘点平移后的坐标，θ为旋转角度，即亚像素边缘的长轴与理想椭圆轨迹的长轴的夹角；