[发明专利]一种三维焊接机器人混合控制方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接机械技术领域，尤其涉及一种三维焊接机器人混合控制方法。

背景技术

焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人。根据国际标准化组织(ISO)工业机器人属于标准焊接机器人的定义，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机(Manipulator)，具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。为了适应不同的用途，机器人最后一个轴的机械接口，通常是一个连接法兰，可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊(割)枪的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。然而，现有焊接机器人对工件焊接识别度不高，容易出现焊接错位；缺乏监控机制，焊接质量差。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有焊接机器人对工件焊接识别度不高，容易出现焊接错位；缺乏监控机制，焊接质量差。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种三维焊接机器人混合控制方法。

本发明是这样实现的，一种三维焊接机器人混合控制方法包括以下步骤：

步骤一，对待焊件的焊接点进行图像标记；所述图像标记的获取方法包括：通过摄像装置获取待焊件的焊接点的实时图像信息；通过视频采集模块，与所述摄像装置相连，适于将采集得的图像变换为数字图像；与所述视频采集模块相连的图像处理模块，该图像处理模块存储有第一样本数据，所述第一样本数据适于记录各种焊接点的灰度值；与所述图像处理模块相连的用于接收远程控制信号并输出焊接点情况的无线通讯模块；无线通讯模块设置有信任值计算模块；所述图像处理模块适于对所述数字图像进行灰度处理，以获得所述待焊件的焊接点的灰度值，该灰度值与第一样本数据进行比对得出焊接点焊接情况，并进行标记，图像处理模块包括高光谱图像色彩可视化模块；所述高光谱图像色彩可视化模块的实现方法包括以下步骤：

第一步，对于高光谱图像数据的每个像素，由各谱段的灰度值计算出辐亮度值，并进行归一化构成一条光谱曲线；采用各像素在各谱段的灰度值计算出辐亮度值以构成光谱曲线，具体包括以下步骤：

1)对于光谱成像仪器进行定标，选取5个～10个定标灰度值D测量对应的定标辐亮度值F，采用最小二乘法拟合出下式映射表达式的参数α、β、ε，从而对被测区域的每个像素，将各谱段的灰度值代入下式计算辐亮度值；

D＝αF^β+ε；

2)以最大灰度值Dmax对应的辐亮度值Fmax为基准，将每个像素在各谱段的辐亮度值进行归一化，构成一条光谱曲线；

第二步，针对每个像素在步骤一所获的光谱曲线，采用Savitzky-Golay滤波器进行平滑处理，在保留较多曲线特征的基础上消除光谱噪声，得到各像素平滑后的光谱曲线

第三步，将步骤二所获各像素平滑后的光谱曲线结合CIE1931标准色度系统的色匹配函数采用下式计算得CIE1931标准色度系统下的CIEXYZ三刺激值

(X，Y，Z)，其中Δλ是成像光谱仪器的光谱采样间隔；

第四步，根据标准照明体D65的三刺激值(XD65，YD65，ZD65)，通过下式将步骤三所获每个像素的CIEXYZ三刺激值转换至均匀色彩感知空间CIEL*C*h*，获得三个色彩感知参量，即明度彩度及色调h1，

其中，X_D65＝95.047，Y_D65＝100，Z_D65＝108.883；

第五步，设置明度系数kL、彩度系数kC和色调系数kh的取值，通过下式调制第四步所获各像素的明度彩度及色调h1，得到调制后的色彩感知参量，即明度彩度及色调h2，使可视化效果满足保真复现需求，则kL＝kC＝1，kh＝0，改变kL实现调节图像明暗的需求，改变kC实现调节图像鲜艳程度的需求，改变kh实现调节图像白平衡的需求；

第六步，根据显示设备的白点三刺激值(X_W，Y_W，Z_W)，通过下式，将步骤五所获各像素的明度彩度及色调h2转换至在显示设备上待显示的CIEXYZ值(X′，Y′，Z′)；