基于虚拟现实的喷涂轨迹仿真优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于虚拟现实的喷涂轨迹仿真优化方法及装置，所述方法包括：对待喷涂对象进行变形调整，使其与待喷涂对象的标准三维模型相匹配；采集所述待喷涂对象对应的待喷涂图像，并根据所述待喷涂图像获取与待喷涂图像对应的虚拟模型，并根据与待喷涂图像对应的虚拟模型得到优化仿真喷涂轨迹。本发明专利技术可以提高对喷涂轨迹的修复能力。高对喷涂轨迹的修复能力。高对喷涂轨迹的修复能力。

【技术实现步骤摘要】
基于虚拟现实的喷涂轨迹仿真优化方法及装置


[0001]本专利技术涉及人工智能领域，尤其涉及一种基于虚拟现实的喷涂轨迹仿真优化方法、装置、电子设备以及存储介质。

技术介绍

[0002]基于虚拟现实的喷涂轨迹仿真优化是指利用三维模型对实际被喷涂的对象进行建模，利用仿真模拟对建立好的模型进行喷涂轨迹设计的过程，目的在于减少人力喷涂试错的成本，提升喷涂效率。
[0003]目前，人工智能喷涂技术在国内外已经被多次研究，并且已经将此技术应用在一些汽车制造厂中，例如RBF神经网络的插补算法和PSO算法解决了在喷涂路径的避障方面的问题，以及其他喷涂技术采用泰勒展开式保证步长恒定和喷涂间距相等，保证在喷涂过程中喷枪垂直与喷涂面，且喷涂距离恒定，提升了喷涂表面的喷涂均匀性，但这些技术针对汽车补漆或者二次喷涂方面的技术方案比较欠缺。因此，基于虚拟现实的喷涂在已经完成的喷涂轨迹发生损坏的情况下，对喷涂轨迹的修复能力不足。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于虚拟现实的喷涂轨迹仿真优化方法、装置、电子设备以及存储介质，可以提高在已经完成的喷涂轨迹发生损坏的情况下，对喷涂轨迹的修复能力。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种基于虚拟现实的喷涂轨迹仿真优化方法，包括：
[0006]对待喷涂对象进行变形调整，使其与待喷涂对象的标准三维模型相匹配；
[0007]采集所述待喷涂对象对应的待喷涂图像，并根据所述待喷涂图像获取与待喷涂图像对应的虚拟模型，并根据与待喷涂图像对应的虚拟模型得到优化仿真喷涂轨迹。
[0008]优选的，对待喷涂对象进行变形调整，使其与待喷涂对象的标准三维模型相匹配包括：
[0009]获取待喷涂对象的标准三维点云数据，并根据所述标准三维点云数据创建该待喷涂对象的标准三维模型；
[0010]将待喷涂对象安装于支撑设备；
[0011]获取待喷涂对象表面的实际三维点云数据，并将所述实际三维点云数据与标准三维点云数据进行点云匹配，以获取待喷涂对象的现实物理空间位置坐标；
[0012]通过智能移动终端在待喷涂对象的现实物理空间位置坐标处调用标准三维点云数据，并将标准三维模型与待喷涂对象进行空间位置叠加并显示；
[0013]调整待喷涂对象整体/局部的位置，直至待喷涂对象与标准三维模型的相对位置偏差符合预设条件。
[0014]优选的，采集所述待喷涂对象对应的待喷涂图像，并根据所述待喷涂图像获取与待喷涂图像对应的虚拟模型，并根据与待喷涂图像对应的虚拟模型得到优化仿真喷涂轨迹
包括：
[0015]采集所述待喷涂对象对应的待喷涂图像，对所述待喷涂图像进行实体提取，得到图像提取实体，对所述图像提取实体进行关键点检测，得到检测关键点；
[0016]对所述检测关键点进行关键点拼接，得到拼接关键点，构建所述拼接关键点的虚拟坐标系，根据所述虚拟坐标系，对所述拼接关键点进行虚拟模型转换，得到所述待喷涂图像的虚拟模型；
[0017]对所述虚拟模型进行喷涂面分割，得到分割喷涂面，识别所述分割喷涂面中的喷涂面点，配置所述喷涂面点的位置坐标，根据所述位置坐标，计算所述喷涂面点的边缘坐标，根据所述位置坐标与所述边缘坐标，对所述喷涂面点进行序列化转换，得到所述分割喷涂面的序列化面点；
[0018]对所述序列化面点进行等距分割，得到分割面点，对所述分割面点进行领域面点组合，得到组合面点，计算所述组合面点的交叉领域距离，根据所述交叉领域距离，计算所述分割喷涂面的喷涂轨迹点；
[0019]计算所述喷涂轨迹点的喷涂仿真方向，根据所述喷涂仿真方向，对所述喷涂轨迹点进行喷涂仿真模拟，得到所述待喷涂对象的仿真喷涂轨迹，对所述仿真喷涂轨迹进行喷涂轨迹优化，得到优化仿真喷涂轨迹。
[0020]在第一方面的一种可能实现方式中，所述对所述检测关键点进行关键点拼接，得到拼接关键点，包括：
[0021]获取所述检测关键点对应的图像提取实体，在所述图像提取实体中查询所述检测关键点的关键点位置；
[0022]根据所述关键点位置，确定所述检测关键点中每个关键点之间的相对位置；
[0023]根据所述相对位置，确定所述检测关键点中每个关键点之间的拼接关系；
[0024]根据所述拼接关系，确定所述检测关键点的拼接关键点。
[0025]在第一方面的一种可能实现方式中，所述识别所述分割喷涂面中的喷涂面点，包括：
[0026]利用下述公式计算所述喷涂面点的面点距离：
[0027][0028]其中，d表示所述喷涂面点中任意两个面点之间的面点距离，w
1j
和w
2j
表示喷涂面点中任意两个面点，1与2表示面点的序号，j表示面点中向量值的序列号；
[0029]从所述面点距离中筛选符合预设距离的目标距离；
[0030]查询所述目标距离对应的目标面点，将所述目标面点作为所述喷涂面点。
[0031]在第一方面的一种可能实现方式中，所述根据所述位置坐标，计算所述喷涂面点的边缘坐标，包括：
[0032]根据所述位置坐标，查询所述喷涂面点的远点与领域点；
[0033]根据所述坐标位置，识别所述远点与所述领域点之间的相对距离；
[0034]根据所述相对距离，利用下述公式计算所述喷涂面点的边缘距离：
[0035][0036]其中，R'表示所述喷涂面点的边缘距离，N表示所述远点与所述领域点之间的相对距离的数量即所述领域点的数量，d
i
表示所述相对距离；
[0037]根据所述边缘距离，确定所述喷涂面点的边缘面点；
[0038]根据所述位置坐标，确定所述边缘面点的边缘坐标。
[0039]在第一方面的一种可能实现方式中，所述对所述序列化面点进行等距分割，得到分割面点，包括：
[0040]确定所述序列化面点的分割长度；
[0041]构建所述序列化面点的垂直分割面；
[0042]根据所述分割长度与所述垂直分割面，确定所述序列化面点的分割面点。
[0043]在第一方面的一种可能实现方式中，所述根据所述交叉领域距离，计算所述分割喷涂面的喷涂轨迹点，包括：
[0044]查询所述交叉领域距离对应的目标组合面点；
[0045]对所述目标组合面点进行面点交叉匹配，得到交叉匹配面点；
[0046]根据所述交叉匹配面点，利用下述公式计算所述分割喷涂面的喷涂轨迹点：
[0047][0048]x＝t(x
ui
‑
x
vi
)+x
vi
[0049]y＝t(y
ui
‑
y
vi
)+y
vi
[0050]Z＝t(z
ui
‑
z
vi
)+z
vi
[0051]f＝f(x，y，z)
[0052]其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟现实的喷涂轨迹仿真优化方法，其特征在于，所述方法包括：对待喷涂对象进行变形调整，使其与待喷涂对象的标准三维模型相匹配；采集所述待喷涂对象对应的待喷涂图像，并根据所述待喷涂图像获取与待喷涂图像对应的虚拟模型，并根据与待喷涂图像对应的虚拟模型得到优化仿真喷涂轨迹。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对待喷涂对象进行变形调整，使其与待喷涂对象的标准三维模型相匹配包括：获取待喷涂对象的标准三维点云数据，并根据所述标准三维点云数据创建该待喷涂对象的标准三维模型；将待喷涂对象安装于支撑设备；获取待喷涂对象表面的实际三维点云数据，并将所述实际三维点云数据与标准三维点云数据进行点云匹配，以获取待喷涂对象的现实物理空间位置坐标；通过智能移动终端在待喷涂对象的现实物理空间位置坐标处调用标准三维点云数据，并将标准三维模型与待喷涂对象进行空间位置叠加并显示；调整待喷涂对象整体/局部的位置，直至待喷涂对象与标准三维模型的相对位置偏差符合预设条件。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采集所述待喷涂对象对应的待喷涂图像，并根据所述待喷涂图像获取与待喷涂图像对应的虚拟模型，并根据与待喷涂图像对应的虚拟模型得到优化仿真喷涂轨迹包括：采集所述待喷涂对象对应的待喷涂图像，对所述待喷涂图像进行实体提取，得到图像提取实体，对所述图像提取实体进行关键点检测，得到检测关键点；对所述检测关键点进行关键点拼接，得到拼接关键点，构建所述拼接关键点的虚拟坐标系，根据所述虚拟坐标系，对所述拼接关键点进行虚拟模型转换，得到所述待喷涂图像的虚拟模型；对所述虚拟模型进行喷涂面分割，得到分割喷涂面，识别所述分割喷涂面中的喷涂面点，配置所述喷涂面点的位置坐标，根据所述位置坐标，计算所述喷涂面点的边缘坐标，根据所述位置坐标与所述边缘坐标，对所述喷涂面点进行序列化转换，得到所述分割喷涂面的序列化面点；对所述序列化面点进行等距分割，得到分割面点，对所述分割面点进行领域面点组合，得到组合面点，计算所述组合面点的交叉领域距离，根据所述交叉领域距离，计算所述分割喷涂面的喷涂轨迹点；计算所述喷涂轨迹点的喷涂仿真方向，根据所述喷涂仿真方向，对所述喷涂轨迹点进行喷涂仿真模拟，得到所述待喷涂对象的仿真喷涂轨迹，对所述仿真喷涂轨迹进行喷涂轨迹优化，得到优化仿真喷涂轨迹。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述检测关键点进行关键点拼接，得到拼接关键点，包括：获取所述检测关键点对应的图像提取实体，在所述图像提取实体中查询所述检测关键点的关键点位置；根据所述关键点位置，确定所述检测关键点中每个关键点之间的相对位置；根据所述相对位置，确定所述检测关键点中每个关键点之间的拼接关系；
根据所述拼接关系，确定所述检测关键点的拼接关键点。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述识别所述分割喷涂面中的喷涂面点，包括：利用下述公式计算所述喷涂面点的面点距离：其中，d表示所述喷涂面点中任意两个面点之间的面点距离，w
1j
和w
2j
表示喷涂面点中任意两个面点，1与2表示面点的序号，j表示面点中向量值的序列号；从所述面点距离中筛选符合预设距离的目标距离；查询所述目标距离对应的目标面点，将所述目标面点作为所述喷涂面点。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述位置坐标，计算所述喷涂面点的边缘坐标，包括：根据所述位置坐标，查询所述喷涂面点的远点与领域点；根据所述坐标位置，识别所述远点与所述领域点之间的相对距离；根据所述相对距离，利用下述公式计算所述喷涂面点的边缘距离：其中，r'表示所述喷涂面点的边缘距离，N表示所述远...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晖，余亮，林钦，
申请(专利权)人：武汉湾流科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：