[发明专利]一种基于优选视角的装配状态识别方法

说明书

为解决现有的产品装配状态识别方法易出现识别错误、误判，以及计算耗时大的问题，本发明提出了一种基于优选视角的装配状态识别方法。本发明首先建立产品数字模型各装配状态的外接正多面体，通过正多面体的各顶点、面中心获取数字模型在不同视角下的点云数据，对不同视角下的邻阶序列数模点云构建形状向量描述符并进行余弦距离测度计算，选出不同邻阶序列的优选视角；接着构建在装产品点云描述符和数模点云分层投影轮廓描述符，进行在装产品轮廓与数模轮廓的局部到整体配准；然后根据配准关系将采样视角变换至优选视角并进行重采样，分析优选视角产品点云与数模点云的截层轮廓重合度差异判断出关键截层，最终利用关键截层重合度完成装配状态识别。

技术领域

本发明属于计算机辅助装配领域，具体涉及一种利用产品数字模型计算出各相邻序列识别优选视角，进而在优选视角下进行产品装配状态识别的方法。

背景技术

人工装配以其灵活度高、适应能力强的优势在复杂产品装配过程中占据重要地位。随着智能制造的快速发展，复杂产品的装配工艺难度日趋提升，增加了人工理解装配进度和装配作业的学习成本，成为了制约企业生产效率提升的难点问题。根据实时装配场景分析装配情况，将装配引导信息及时推送给作业人员并进行引导作业，采用人机融合的装配模式是解决该问题的有效手段。在装产品是零件安装的目标对象，蕴含了产品装配的过程信息。结合在装产品的过程信息分析实时装配进度，通过提供装配引导信息从而减少作业人员学习成本并预防错误操作，对提高人工装配效率与质量具有积极的工程应用意义。目前已经出现一些用于装配状态识别的方法：

公开号为CN113111741A的专利文献中公开了一种基于三维特征点的装配状态识别方法，该方法依据装配体局部结构特征提取特征点，对比数字模型与在装产品之间的特征点，实现点云配准与相似度计算，进而完成产品装配状态识别。但该方法在识别相邻装配阶段产品时，可能会由于模型相似度较高而导致识别结果误判。

公开号为CN114842221A的专利文献中公开了一种基于产品深度图像点云的无标识装配状态识别方法，该方法依据数字模型的投影点云构建形状向量描述符，再通过深度相机在实际装配场景中获取在装产品装配状态的深度图像点云并同样构建形状向量描述符，最终利用余弦相似度方法计算两种描述符之间的相似度，依据相似度计算结果完成装配状态的识别。但进一步研究发现在某些视角下，相邻序列产品点云的形状向量描述符区分度不够，可能导致装配状态识别结果出错的情况发生，且该方法属于一对多模型无差别遍历识别，计算耗时较大。

发明内容

为了解决现有的产品装配状态识别方法由于产品相邻序列模型的装配状态相似度较高，部分视角下难以观察到差异而导致产品状态识别过程中易出现识别错误、误判，以及现有方法存在计算耗时大的技术问题，本发明提出了一种基于优选视角的装配状态识别方法、存储介质和电子设备。

本发明的发明构思是：

首先，对不同视角下的邻阶序列数模点云，构建形状向量描述符并进行余弦距离测度计算，进而量化视角识别水平并选出不同邻阶序列的优选视角；

然后，构建在装产品点云和数字模型点云分层投影轮廓，基于点到边豪斯多夫距离进行局部到全局的点云配准，以此为据解析在装产品点云和数模点云的空间映射关系；

最后，通过映射关系引导采样点至优选视角点，在优选视角下根据关键装配部位的局部截层轮廓重合度完成装配状态的识别。

本发明的技术方案是：

一种基于优选视角的装配状态识别方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1：为装配体的每一个装配状态的数字模型均建立m个共轴的外接正多面体，m≥1；

步骤2：对于每一个装配状态的数字模型，均分别以所述外接正多面体的顶点和每个面的中心点为视角，获取其在各视角的局部点云；