焊接机器人自主作业方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种焊接机器人自主作业方法、装置、电子设备及存储介质，焊接机器人自主作业方法包括：采集焊接工件图像，并基于所述焊接工件图像，得到焊接工件位置及焊缝类型；基于所述焊接工件位置，在所述焊接工件位置的目标区域采集第一焊缝图像，并基于所述第一焊缝图像，得到焊缝位置；基于所述焊缝位置，在所述焊缝位置的目标区域采集第二焊缝图像，并基于所述第二焊缝图像，得到焊缝位姿；基于所述焊缝类型、所述焊缝位姿以及预设的焊接工艺参数，对焊接机器人进行参数设置，以控制所述焊接机器人进行作业。本发明专利技术提供的焊接机器人自主作业方法、装置、电子设备及存储介质，用以实现焊接机器人的自主作业，提高焊接机器人的焊接效率。接效率。接效率。

【技术实现步骤摘要】
焊接机器人自主作业方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及自动控制
，尤其涉及一种焊接机器人自主作业方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]焊接在工业生产中有着广泛的应用，尤其在汽车制造、建筑、航天等领域。当前焊接机器人的主要工作模式为“示教
‑
再现”和离线编程两种。首先，示教再现和离线编程生成的程序只能用在一种工件上，通过人工编程方式效率低，不能满足当下小批量、多品种的焊接需求。其次，焊接对操作人员要求较高，不仅需要了解焊接机器人操作、还要熟知焊接工艺，且一般情况下工作环境艰苦，还对人体健康有害，工厂很难招到合适的焊接机器人工程师。因此，对于焊接机器人自主作业的需求越来越强烈。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种焊接机器人自主作业方法、装置、电子设备及存储介质，用以实现焊接机器人的自主作业，提高焊接机器人的焊接效率。
[0004]本专利技术提供一种焊接机器人自主作业方法，包括：
[0005]采集焊接工件图像，并基于所述焊接工件图像，得到焊接工件位置及焊缝类型；
[0006]基于所述焊接工件位置，在所述焊接工件位置的目标区域采集第一焊缝图像，并基于所述第一焊缝图像，得到焊缝位置；
[0007]基于所述焊缝位置，在所述焊缝位置的目标区域采集第二焊缝图像，并基于所述第二焊缝图像，得到焊缝位姿；
[0008]基于所述焊缝类型、所述焊缝位姿以及预设的焊接工艺参数，对焊接机器人进行参数设置，以控制所述焊接机器人进行作业。
[0009]根据本专利技术提供的焊接机器人设置方法，还包括：
[0010]获取焊接过程对应的第三焊缝图像，并基于所述第三焊缝图像，提取焊缝特征点坐标；
[0011]基于所述焊缝特征点坐标，对所述焊缝进行跟踪。
[0012]根据本专利技术提供的焊接机器人设置方法，所述基于所述焊接工件图像，得到焊接工件位置及焊缝类型，包括：
[0013]基于所述焊接工件图像，得到有效特征层；
[0014]对所述有效特征层进行热力图预测、焊接工件中心点预测以及焊接工件宽高预测，得到所述焊接工件位置以及所述焊缝类型。
[0015]根据本专利技术提供的焊接机器人设置方法，所述第一焊缝图像为基于双目视觉传感器采集得到；
[0016]所述基于所述第一焊缝图像，得到焊缝位置，包括：
[0017]对所述双目视觉传感器进行标定；
[0018]基于图像匹配，获取所述第一焊缝图像中的匹配点对；
[0019]基于所述双目视觉传感器的标定结果，确定所述匹配点对在双目视觉传感器坐标系下的坐标；
[0020]基于所述匹配点对在双目视觉传感器坐标系下的坐标，以及焊接机器人与所述双目视觉传感器对应的手眼标定结果，得到所述焊缝在焊接机器人坐标系下的坐标。
[0021]根据本专利技术提供的焊接机器人设置方法，所述基于所述第二焊缝图像，得到焊缝位姿，包括：
[0022]对所述第二焊缝图像进行格雷编码以及相移编码，得到格雷码和相移码相结合的编码图案；
[0023]对所述编码图案进行解码，得到所述编码图案的绝对相位值；
[0024]基于所述绝对相位值，得到焊缝对应的三维点云信息；
[0025]对所述三维点云信息进行滤波及点云特征提取，得到焊缝路径点；
[0026]基于所述焊缝路径点，得到所述焊缝位姿。
[0027]根据本专利技术提供的焊接机器人设置方法，所述基于所述第三焊缝图像，提取焊缝特征点坐标，包括：
[0028]将所述第三焊缝图像输入至焊缝特征识别模型，得到所述焊缝特征点坐标；
[0029]其中，所述焊缝特征识别模型为，以预设的焊缝图像为样本，以预设的焊缝图像对应的焊缝特征点坐标为样本标签，在YOLO网络模型中训练得到。
[0030]根据本专利技术提供的焊接机器人设置方法，所述基于所述焊缝特征点坐标，对所述焊缝进行跟踪，包括：
[0031]获取焊枪工具中心点坐标以及期望焊接点坐标；
[0032]基于所述焊缝特征点坐标、所述焊枪工具中心点坐标以及所述期望焊接点坐标，得到焊接偏差；
[0033]基于所述焊接偏差，对所述焊缝进行跟踪。
[0034]本专利技术还提供一种焊接机器人自主作业装置，包括：
[0035]第一处理模块，用于采集焊接工件图像，并基于所述焊接工件图像，得到焊接工件位置及焊缝类型；
[0036]第二处理模块，用于基于所述焊接工件位置，在所述焊接工件位置的目标区域采集第一焊缝图像，并基于所述第一焊缝图像，得到焊缝位置；
[0037]第三处理模块，用于基于所述焊缝位置，在所述焊缝位置的目标区域采集第二焊缝图像，并基于所述第二焊缝图像，得到焊缝位姿；
[0038]设置与跟踪模块，用于基于所述焊缝类型、所述焊缝位姿以及预设的焊接工艺参数，对焊接机器人进行参数设置，以控制所述焊接机器人进行作业。
[0039]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述焊接机器人自主作业方法的步骤。
[0040]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述焊接机器人自主作业方法的步骤。
[0041]本专利技术还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器
执行时实现如上述任一种所述焊接机器人自主作业方法的步骤。
[0042]本专利技术提供的焊接机器人自主作业方法、装置、电子设备及存储介质，通过对焊接工件图像进行识别，自动获取焊接工件位置和焊缝类型，进而在焊接工件的区域采集第一焊缝图像，对第一焊缝图像进行识别，得到焊缝位置，再进一步靠近焊缝，采集第二焊缝图像，识别焊缝位姿，进而通过焊缝类型、焊缝位姿以及焊接工艺参数，对焊接机器人进行自动编程，并实现焊接机器人的焊缝跟踪，提高焊接机器人的自主作业能力和焊接效率，解决了现有焊接机器人智能化程度低、焊接效率低、难以满足现代柔性定制化生产需求等问题。
附图说明
[0043]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0044]图1是本专利技术提供的焊接机器人自主作业的流程示意图之一；
[0045]图2是本专利技术提供的焊接机器人自主作业系统的结构示意图；
[0046]图3是本专利技术提供的双目视觉传感器的原理框图；
[0047]图4是本专利技术提供的焊接向量表示示意图之一；
[0048]图5是本专利技术提供的焊接向量表示示意图之二；
[0049]图6是本专利技术提供的焊接向量表示示意图之三；
[005本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊接机器人自主作业方法，其特征在于，包括：采集焊接工件图像，并基于所述焊接工件图像，得到焊接工件位置及焊缝类型；基于所述焊接工件位置，在所述焊接工件位置的目标区域采集第一焊缝图像，并基于所述第一焊缝图像，得到焊缝位置；基于所述焊缝位置，在所述焊缝位置的目标区域采集第二焊缝图像，并基于所述第二焊缝图像，得到焊缝位姿；基于所述焊缝类型、所述焊缝位姿以及预设的焊接工艺参数，对焊接机器人进行参数设置，以控制所述焊接机器人进行作业。2.根据权利要求1所述的焊接机器人设置方法，其特征在于，还包括：获取焊接过程对应的第三焊缝图像，并基于所述第三焊缝图像，提取焊缝特征点坐标；基于所述焊缝特征点坐标，对所述焊缝进行跟踪。3.根据权利要求1所述的焊接机器人自主作业方法，其特征在于，所述基于所述焊接工件图像，得到焊接工件位置及焊缝类型，包括：基于所述焊接工件图像，得到有效特征层；对所述有效特征层进行热力图预测、焊接工件中心点预测以及焊接工件宽高预测，得到所述焊接工件位置以及所述焊缝类型。4.根据权利要求1所述的焊接机器人自主作业方法，其特征在于，所述第一焊缝图像为基于双目视觉传感器采集得到；所述基于所述第一焊缝图像，得到焊缝位置，包括：对所述双目视觉传感器进行标定；基于图像匹配，获取所述第一焊缝图像中的匹配点对；基于所述双目视觉传感器的标定结果，确定所述匹配点对在双目视觉传感器坐标系下的坐标；基于所述匹配点对在双目视觉传感器坐标系下的坐标，以及焊接机器人与所述双目视觉传感器对应的手眼标定结果，得到所述焊缝在焊接机器人坐标系下的坐标。5.根据权利要求1
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4任一所述的焊接机器人自主作业方法，其特征在于，所述基于所述第二焊缝图像，得到焊缝位姿，包括：对所述第二焊缝图像进行格雷编码以及相移编码，得到格雷码和相移码相结合的编码图案；对所述编码图案进行解码，得到所述编码图案的绝对相位值...

【专利技术属性】
技术研发人员：景奉水，马云开，范俊峰，邓赛，吴正兴，周超，谭民，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：