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[发明专利]一种面向工件位姿的配准方法、装置、设备及存储介质-CN202310764241.2在审
发明人： 朱大虎;刘红帝;程惟康;吴浩;华林 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2023-06-26 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： G06T7/33 文献下载
摘要：本发明涉及一种面向工件位姿的配准方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：对任意姿态的待配准工件图像进行弧支撑线段检测，得到待配准工件的弧支撑群；根据所述弧支撑群构建图像椭圆候选集，并对所述图像椭圆候选集进行处理得到图像椭圆特征中心点集；确定所述待配准工件的预设模型对应的模型椭圆特征中心点集所在的预设平面，以所述预设平面的法向量表示所述模型椭圆特征中心点集；基于预设匹配算法，根据所述图像椭圆特征中心点集和所述模型椭圆特征中心点集对所述待配准工件进行配准。本发明通过任意姿态的工件图像确定图像椭圆特征中心点集，与模型椭圆特征中心点集进行迭代配准，实现了对任意位姿的工件进行配准。
一种面向工件方法装置设备存储介质

[发明专利]基于匹配关键点特征强度的复杂零件扫描区域规划方法-CN202310547507.8在审
发明人： 朱大虎;贺敏琦;欧阳鹏;华林 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2023-05-16 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于匹配关键点特征强度的复杂零件扫描区域规划方法，包括：获取点云数据：将待扫描零件的CAD模型进行采样，得到零件表面离散点云；获取匹配关键点：将零件表面离散点云输入基于深度学习的点云匹配模型，得到零件表面离散点云的若干匹配关键点及其对应匹配权重；获取匹配关键类簇：选取匹配权重较大的匹配关键点进行聚类，得到聚类后的匹配关键类簇；获取扫描点云规划区域：基于匹配关键类簇对零件表面离散点云进行扫描区域规划，得到候选点云扫描区域及其对应的特征强度系数。本方法能够解决复杂零件不同区域特征强度不同，造成点云匹配精度差异的问题，达到评价点云特征强度从而提高匹配精度的效果，能够提高点云采集效率。
基于匹配关键特征强度复杂零件扫描区域规划方法

[发明专利]面向复杂构件视觉测量的鲁棒函数加权最小化匹配算法-CN202310608783.0在审
发明人： 朱大虎;丁涛;吴浩;华林 -专利权人：湖北隆中实验室
申请日： 2023-05-26 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： G01B11/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种面向复杂构件视觉测量的鲁棒函数加权最小化匹配算法，首先构建并输入目标点云P以及源点云Q；对目标点云和源点云进行配对，并分为正负测点；计算点对的法向距离，输入函数变形参数a，设置权重尺度因子c；构建鲁棒函数，根据点对距离将测点分为正常测点与异常测点，并分别施加不同程度的权重值；建立目标函数，求解精配准的刚体转换矩阵，利用计算出来的刚体转换矩阵作用于源点云、以更新源点云位置；定义误差评价函数；重新计算点对然后按照上述过程迭代一次，并每隔K次迭代更新一次c的值，直到达到收敛条件，最终获得精配准的刚体转换矩阵T。本发明能够在存在大量异常点云情况下，进行精配准，效率高，精度好。
面向复杂构件视觉测量函数加权最小化匹配算法

[发明专利]一种碳纤维零件表面缺陷检测装置及方法-CN202111273532.9有效
发明人：田大庄;彭颜龙;朱大虎 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2021-10-29 - 公布日： 2023-06-16 - 主分类号： G01N21/88 文献下载
摘要：本发明公开了一种碳纤维零件表面缺陷检测装置及方法，方法包括获取碳纤维零件的原始图像；对所述原始图像进行灰度处理；进行开运算及膨胀操作；进行阈值处理；进行连通域筛选处理；进行边缘检测，以显现碳纤维零件表面的缺陷特征。本发明提供的碳纤维零件表面缺陷检测方法首先对碳纤维零件的图像进行灰度处理，再对灰度处理后的图像进行开运算及膨胀操作去除图像噪点及修补图像缺陷，接着通过阈值处理去除残余高反光影响及复杂底色干扰，然后通过连通域筛选处理去除干扰性连通域，最后对所述第四处理图像进行边缘检测，以显现碳纤维零件表面的缺陷特征，从而通过本方法可对碳纤维零件表面缺陷进行自动识别。
一种碳纤维零件表面缺陷检测装置方法

[发明专利]一种基于局部点云曲线拟合的机器人加工路径规划方法-CN202110902022.7有效
发明人： 朱大虎;钱琛;华林 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2021-08-06 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： G05D1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于局部点云曲线拟合的机器人加工路径规划方法，首先通过激光扫描仪获取原始点云数据，对原始点云数据进行标定和预处理后，选定截平面信息，确定选定的点云数据集；然后对点云数据进行子区域划分，对各子区域点云进行降维处理；之后根据每个子区域的线性特点进行直线拟合或曲线拟合；计算各子区域拟合的曲线与截平面的交点，得到控制点位置，通过获得的控制点信息，拟合出路径截面曲线；之后进行步长计算，并提取到路径点的位置信息，提取到路径点框架；最后基于路径点框架，通过逆运动学，进行机器人轴配置信息计算，即获得完整规划路径。本发明提高了曲面重构精度，降低重构时间，提高了所规划的加工路径的平滑性。
一种基于局部曲线拟合机器人加工路径规划方法

[发明专利]一种盘式打磨头-工件接触界面角偏差估计及补偿方法-CN202111220421.1有效
发明人： 朱大虎;冯晓志;刘红帝 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2021-10-20 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： B25J11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种盘式打磨头‑工件接触界面角偏差估计及补偿方法，包括盘式打磨头‑工件接触界面角偏差估计模型建立，误差估计和误差补偿。本发明根据盘式打磨头与工件初始接触时的几何受力关系建立盘式打磨头‑工件接触界面角偏差估计模型为基础，并采用弹性接触力感知与机器人技术为估计与补偿手段，实现误差快速估计与补偿。本发明解决了目前方法数据量庞大、计算复杂、检测设备昂贵、误差补偿延迟的难题，使盘式打磨头装夹误差得以简单、快速估计与补偿，从而实现机器人末端盘式打磨头的精确定位。
一种打磨工件接触界面偏差估计补偿方法

[发明专利]基于去伪加权方差最小化算法的工件点云精配准方法-CN202310099028.4在审
发明人： 朱大虎;吴浩;张宇;华林 -专利权人：湖北隆中实验室
申请日： 2023-01-29 - 公布日： 2023-04-21 - 主分类号： G06T7/30 文献下载
摘要：本发明公开一种基于去伪加权方差最小化算法的工件点云精配准方法，首先将CAD模型离散为点云模型，并进行法向量计算和定向，利用三维扫描仪获取测量点云；之后利用Kdtree算法双向搜索获取最近邻点对集合，基于点对的位置关系，将测点分为正向测点和负向测点；之后以二进制符号统一点到点距离和点到面距离建立自适应协调距离；构造权重函数用于区分正常点云、可控异常点云和不可控异常点云；基于自适应协调距离和权重函数建立去伪加权方差最小化算法的目标函数，并求解CAD点云和测量点云精配准的刚体转换矩阵，完成工件的精配准。本发明充分考虑各种异常点云引起的匹配失真，有效抑制匹配倾斜，提高配准精度和配准鲁棒性。
基于加权方差最小化算法工件点云精配准方法

[发明专利]一种适用于复杂曲面机器人砂带磨抛的切削深度预测方法及装置-CN201910380131.X有效
发明人： 朱大虎;文志明;吕远健 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2019-05-08 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本发明实施例公开了一种适用于复杂曲面机器人砂带磨抛的切削深度预测方法及装置，该方法包括：通过有限元分析法获得接触轮与工件之间的应力分布,利用应力分布对接触轮与工件之间的赫兹接触模型进行修正，获得应力分布模型；获得工件经路径规划后得到的每一路径上的多个路径点；根据应力分布模型，结合每一路径点的磨抛时间及给进速度，获得每一路径点的切削深度预测模型，并基于实际切削深度确定预测模型的参数。该方法能够得到准确的应力分布模型，进一步获得切削深度预测模型，从而使磨抛过程中法向力和磨抛速度得到准确的控制，使工件的加工精度更符合实际要求，减少废料的产生。
一种适用于复杂曲面机器人砂带磨抛切削深度预测方法装置

[发明专利]一种基于区域的机器人智能加工方法及系统-CN202211397107.5在审
发明人： 朱大虎;王升哲;华林 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2022-11-09 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于区域的机器人智能加工方法及系统，加工方法包括表面缺陷在线检测、缺陷区域划分及定位和加工路径自主决策三个部分，首先采用改进YOLO v3算法实现零件表面缺陷在线检测，得到缺陷坐标集合；然后采用K‑Means算法将表面缺陷按照区域进行划分，并通过图像区域边界点匹配方法完成表面缺陷区域定位。最后根据缺陷区域定位与预先设定好的加工路径之间的位置关系提取所需加工路径段，采用Dijkstra算法实现零件表面缺陷去除加工路径自主决策，引导机器人自动对表面缺陷进行局部加工修复。本发明通过对缺陷进行在线检测、区域划分、然后根据区域划分自主规划加工路径，能够有效提高机器人局部加工的精度和效率。
一种基于区域机器人智能加工方法系统

[发明专利]一种基于OpenCV的高反光瓶盖缺陷检测方法-CN202111222247.4有效
发明人： 朱大虎;张曙文;杨永佳;涂秋平;田大庄;庄可佳 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2021-10-20 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： G01N21/952 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于OpenCV的高反光瓶盖缺陷检测方法，包括瓶盖端面检测和瓶盖侧面检测，首先采用相机对高反光瓶盖端部进行拍照，得到端面图像，利用边缘检测并拟合提取瓶盖边界曲线，利用OpenCV库中函数阈值分割寻找边界曲线内的缺陷，如果有缺陷，通过OpenCV库中函数将缺陷显示在图像上；之后采用至少四个方向对高反光瓶盖的侧面进行拍照，得到侧面图像，利用已知模板图像提取图像中瓶盖侧面的目标区域，并对目标区域进行图像预处理，之后利用OpenCV库中函数对侧面图像进行阈值分割识别缺陷，并将缺陷显示在侧面图像上。本发明计算效率高，所需算力小，能自动识别出塑料瓶盖上的划痕、凹坑等缺陷，并有效的定位缺陷的位置，大幅度提高了生产效率。
一种基于 opencv 反光瓶盖缺陷检测方法

[发明专利]一种面向大型复杂工件的多视角联合标定方法-CN202211162268.6在审
发明人： 朱大虎;刘红帝;冯晓志;夏婉扬 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2022-09-23 - 公布日： 2023-01-06 - 主分类号： G06T7/80 文献下载
摘要：本发明公开了一种面向大型复杂工件的多视角联合标定方法。首先选择多台CMOS相机组成具有公共视场的多目视觉单元；然后通过棋盘格标定计算每台相机的内参数矩阵和相邻汇聚式相机间的外参数矩阵；之后采集目标工件图像，通过内参数矩阵计算工件表面特征点三维坐标；再根据特征点在世界坐标系和相机坐标系下距离相等的性质构建线性方程组，采用最小二乘法对方程组求解；最终结合奇异值分解建立去除质心的特征点在世界坐标系和相机坐标系下矩阵表示，逆向计算所有辅相机相对于主相机的位姿关系矩阵。本发明充分考虑了大型复杂工件在成像过程中存在的视场不足和区域遮挡等实际问题，通过构建多目视觉单元有效提高视场范围，具有很强的实用价值。
一种面向大型复杂工件视角联合标定方法

[发明专利]一种基于v向最优基准迭代的叶片修复区域曲面重构算法-CN202210867334.3在审
发明人： 朱大虎;钱琛;田大庄;华林 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2022-07-22 - 公布日： 2022-11-11 - 主分类号： G06T17/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于v向最优基准迭代的叶片修复区域曲面重构算法。对预处理后的点云数据进行截面截取处理，得到基准截面点云集，对基准截面点云集进行拟合得到基准截面曲线；之后利用基准截面曲线组采用高斯加权离散，并v向拟合得到v向曲线组，基于v向最优原则，选取修复区域的最优截面，将最优截面与v向曲线组相交，得到修复区域截面曲线，将该修复区域截面曲线ICP匹配后添加到基准截面曲线组，然后重新计算v向曲线组，通过逐步迭代的方式将所有修复区域截面按照顺序进行拟合曲面曲线并添加到基准截面曲线组，最后对基准截面曲线组进行放样得到叶片修复曲面。本发明通过迭代的方式大幅度提高了修复曲面的准确性。
一种基于最优基准叶片修复区域曲面算法

[发明专利]基于改进YOLOv5网络的齿轮缺陷视觉检测方法及系统-CN202210580509.2有效
发明人： 朱大虎;贺敏琦;张曙文;华林;梁耀;赵凯 -专利权人：武汉理工大学;湖北众智未来智能装备制造有限公司
申请日： 2022-05-26 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： G06V20/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于改进YOLOv5网络的齿轮缺陷视觉检测方法及系统，系统包括内置改进YOLOv5网络模型的控制器、由第一传送带和第二传送带组成输送系统、搭建于输送系统上的图像采集模块和剔除机构；改进方式为通过样本数据集训练未改进的YOLOv5网络获取权重参数，在YOLOv5网络模型加入卷积注意力机制模块和重复加权双向特征金字塔网络，权重参数迁移到改进YOLOv5网络模型；通过本数据集训练改进YOLOv5网络模型，完成齿轮缺陷检测模型构建，通过图像采集模块采集图像输入齿轮缺陷检测模型进行识别，根据识别结果剔除相应的缺陷齿轮，本发明实现了针对齿轮特征缺陷的准确识别以及齿轮多面缺陷的自动化检测及分拣，提高了检测效率。
基于改进 yolov5 网络齿轮缺陷视觉检测方法系统

[发明专利]一种金属基体腐蚀和涂层老化的原位识别方法及装置-CN202210661350.7有效
发明人：朱子豪;田林雳;朱大虎 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2022-06-13 - 公布日： 2022-10-04 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种金属基体腐蚀和涂层老化的原位识别方法及装置。其方法包括：根据预设的目标图像分割模型对损伤图像进行分割，获得多个分割子图像；确定多个分割子图像的先验框的先验框尺寸和类别信息；构建初始基体腐蚀识别模型和初始涂层老化识别模型，基于分割子图像、先验框尺寸及类别信息对模型进行训练，获得目标基体腐蚀识别模型和目标涂层老化识别模型；获取金属表面的待识别图像，并将待识别图像输入至目标图像分割模型中，获得多个待识别子图像；分别基于目标基体腐蚀识别模型和目标涂层老化识别模型识别多个待识别子图像，获得基体腐蚀识别结果和涂层老化识别结果。本发明可提高对金属基体腐蚀和涂层老化进行识别的识别精度。
一种金属基体腐蚀涂层老化原位识别方法装置

[发明专利]基于矩阵求解的机器人手眼标定方法-CN202210769073.1在审
发明人： 朱大虎;冯晓志;吴超群;夏婉扬;华林 -专利权人：武汉理工大学
申请日： 2022-07-01 - 公布日： 2022-09-23 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于矩阵求解的机器人手眼标定方法，包括：基于机器人末端坐标系轴向平移和机器人重定位运动的标定策略确定手眼标定初始化参数中的旋转矩阵和平移矩阵；利用机器人DH模型和位姿误差微分变换，建立机器人运动学参数误差模型，以矩阵补偿的形式对手眼标定初始化参数进行修正；根据系统固有的位置约束条件建立机器人运动学参数误差辨识模型，并根据多个采样点数据构建机器人运动学参数误差辨识的超定方程组；求解超定方程组中的运动学参数误差，并基于运动学参数误差采用微分补偿法补偿机器人位姿变换矩阵和手眼标定初始化参数。本发明在减少标定误差的同时提高了标定精度。
基于矩阵求解机器人手眼标定方法

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