恭喜金豐(中國)機械工業有限公司繆海楠獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜金豐(中國)機械工業有限公司申請的專利一種焊接工件多視角點云的高精度配準方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119359771B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-03-25發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411916734.4,技術領域涉及:G06T7/30;該發明授權一種焊接工件多視角點云的高精度配準方法是由繆海楠;張文;茅建軍設計研發完成,并于2024-12-24向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種焊接工件多視角點云的高精度配準方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種焊接工件多視角點云的高精度配準方法,特點是先在兩個工件的焊接坡口上進行點焊,得到待焊接工件;利用結構光相機采集待焊接工件的多幀不同視角的原始點云,并去除背景點云,獲得多幀不同視角的工件點云;然后提取出包含有焊接坡口的工件上表面點云,并將各幀工件上表面點云進行粗配準;計算工件上表面點云中各點的質量權重,然后通過加權ICP算法對相鄰幀的點云進行精配準以優化相鄰幀位姿,實現多幀不同視角的工件上表面點云之間的精準拼接,得到完整的包含有焊接坡口的工件上表面點云;優點是本方法很好地降低了點云失真對點云精配準的影響,提高了點云配準的精度,從而保證了后續三維模型重建的精準度以及自動焊接的精準度。
本發明授權一種焊接工件多視角點云的高精度配準方法在權利要求書中公布了:1.一種焊接工件多視角點云的高精度配準方法,其特征在于包括以下具體步驟:1、先在兩個工件的焊接坡口上進行點焊,將其連接在一起得到待焊接工件;2、將結構光相機安裝在機器人的末端手臂上,利用結構光相機采集待焊接工件的多幀不同視角的原始點云,并在多幀原始點云中分別去除待焊接工件的背景點云,獲得多幀不同視角的工件點云;3、通過NV-DBSCAN聚類算法將工件點云中的工件側面點云劃分為獨立的聚類簇,并從聚類簇中提取出包含有焊接坡口的工件上表面點云;其中:所述的NV-DBSCAN聚類算法的具體過程為:計算待聚類的點云P={p1,p2,p33pn}中每個點的法向量,構成法向量集N={n1,n2,n33nn},對于點云P中的點pi、pj,若其對應的法向量ni、nj滿足關系式:其中:γ為判定兩點是否滿足法向量一致性約束的閾值,則定義點pi和pj滿足法向量一致性約束條件,并將點pi和pj歸為同一簇點云;4、將各幀不同視角的工件上表面點云統一至機器人基坐標系中,并將各幀不同視角的工件上表面點云進行粗配準;5、計算工件上表面點云中各點的質量權重,其計算方法為:對于點云中的某點P,通過計算結構光相機光心與點P連接而成的直線與相機光軸的夾角α來定義該點P的點云質量離軸權重函數fα:其中:α1是夾角α的最大值,kα是離軸權重函數fα的衰減指數,kα值定義的越大,則離軸權重函數fα隨著α的增大衰減的越快;同時,相機光軸的方向向量為z,點云中的點P在點云中的局部法向量為n,那么相機光軸與法向量n的夾角為β,通過夾角β來定義該點P的點云質量傾斜權重函數fβ:其中:β1是夾角β的最大值,kβ是傾斜權重函數fβ的衰減指數,kβ值定義的越大,則傾斜權重函數fβ隨著β的增大衰減的越快;然后通過加權ICP算法對相鄰幀的點云進行精配準以優化相鄰幀位姿,實現多幀不同視角的工件上表面點云之間的精準拼接,得到完整的包含有焊接坡口的工件上表面點云;其中:加權ICP算法中計算匹配點對的權重值是由點云質量離軸權重函數值和點云質量傾斜權重函數值得到。
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