【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于鞋轨迹提取领域，具体涉及基于3d视觉的鞋领口贴纸轨迹提取方法。
技术介绍
1、鞋面彩印是制鞋生产过程中的一道工艺流程，彩印质量的好坏影响着鞋子的美观程度，而为了防止不可彩印的鞋领口区域被彩印到，彩印前需要在鞋领口作贴纸保护。因鞋领口边缘的宽度往往很窄，目前多数采用人工完成贴纸工艺，耗时耗力。为了提高效率，现有技术中也有采用机器人示教方式引导机器人完成贴纸，但不同鞋款和鞋码都要进行示教，操作复杂繁琐，效率低下，而且都是靠示教者目测来决定，贴纸精度也不高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提出基于3d视觉的鞋领口贴纸轨迹提取方法，适用于不同鞋款和鞋码，有效提高贴纸效率和质量，具有良好的工业实用性。
2、本专利技术通过以下技术方案实现：
3、基于3d视觉的鞋领口贴纸轨迹提取方法，包括如下步骤：
4、步骤s1、采用3d相机移动扫描鞋子，获取鞋子的三维点云数据，并根据该三维点云数据得到鞋领口点云数据；
5、步骤s2、根据鞋领口点云数据计算鞋领口的“鞋尾-鞋头”中心线，并获取鞋子的三维点云数据分别位于中心线两侧的最高点，以形成原始轨迹序列，并根据该原始轨迹序列得到鞋领口轨迹集；
6、步骤s3、将鞋领口轨迹集分为表示鞋跟部分的点集pa和表示鞋头部分的点集pb，获取点集pa中各点的姿态向量，并根据如下步骤获取点集pb的姿态向量：
7、通过半径搜索获取在设定半径内，三维点云数据中距离点集pb中的每个轨迹点下方最
8、步骤s4、根据步骤s3所得的点集pa和点集pb中各轨迹点的姿态向量，得到点集p中各轨迹点的姿态向量，当点集p中后一轨迹点的法向量与前一轨迹点的法向量差值的绝对值大于设定阈值时，若差值为正，则将后一轨迹点的法向量修正为前一轨迹点的法向量加上设定阈值，若差值为负，则将后一轨迹点的法向量修正为前一轨迹点的方向量减去设定阈值，如此得到点集p中各轨迹点修正后的姿态向量；
9、步骤s5、根据实际贴纸工艺的需求，对步骤s4中所得的点集p中每个轨迹点根据其法向量进行轨迹向下偏置，并对偏置后的轨迹进行内缩处理，得到最终的贴纸轨迹。
10、进一步的，所述步骤s1具体为：采用3d相机从鞋尾往鞋头方向移动扫描鞋子，获取每帧线激光照射鞋子的三维点云数据，将采集到的每帧三维点云数据按序拼接后获取鞋子完整的三维点云数据，对该三维点云数据进行直通滤波以滤除鞋底支撑平台的点云数据，再进行离群点滤波以滤除毛刺和杂点，得到所述鞋领口点云数据。
11、进一步的，所述步骤s2中，形成所述原始轨迹序列后，由原始轨迹序列得到原始轨迹曲线，去除原始轨迹曲线闭合后前后两端多余的离散点得到闭合轨迹点序列，对该闭合轨迹点序列进行固定间隔轨迹点采样，得到鞋领口轨迹点序列，对该鞋领口轨迹点序列进行排序、光滑和样条曲线拟合，得到所述鞋领口轨迹集。
12、进一步的，所述步骤s3中，获取点集pa中各点的姿态向量具体为：点集pa各轨迹点的法向量vn1设置为（0，0,1），点集pa中第i个轨迹点的切向量vt1i为轨迹点pai到轨迹点pai+1的方向,点集pa各轨迹点的接近向量va1则分别与对应的法向量vn1和切向量vt1垂直，其中，pai为点集pa中第i个轨迹点，pai+1为点集pa中第i+1个轨迹点。
13、进一步的，所述步骤s3中，偏移轨迹点集q中第j个偏移轨迹点qj的法向量vn2为以该点qj为中心的设定区域内所有偏移轨迹点的法向量角度的平均值，第j个偏移轨迹点qj的切向量vt2j为偏移轨迹点qj到偏移轨迹点qj+1的方向，各轨迹点的接近向量则分别与对应的法向量vn2和切向量vt2垂直。
14、进一步的，所述设定区域为半径为1-2mm的区域。
15、进一步的，所述步骤s4中，所述设定阈值取值范围为0-45°。
16、进一步的，所述步骤s3中，根据鞋领口轨迹集的点云稀疏情况将其分为点集pa和点集pb。
17、本专利技术具有如下有益效果：
18、本专利技术首先获取鞋子的三维点云数据分别位于“鞋尾-鞋头”中心线两侧的最高点，得到鞋领口轨迹集，然后将鞋领口轨迹集分为点集pa和点集pb，并分别计算两点集内各轨迹点的姿态向量，并对相邻两轨迹点的姿态向量进行修正，以使两相邻两轨迹点之间的姿态相差不超过设定阈值，最后对每个轨迹点进行轨迹向下偏置和内缩处理，得到最终的贴纸轨迹，将贴纸轨迹结合具体的贴纸工艺参数，引导机器人进行贴纸，从而完全替代传统人工鞋领口贴纸作业方式，且无需进行示教，大大降低人工成本，有效提高贴纸效率和质量，对于不同鞋款和鞋码均适用，具有良好的工业实用性。
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1.基于3D视觉的鞋领口贴纸轨迹提取方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于3D视觉的鞋领口贴纸轨迹提取方法，其特征在于：所述步骤S1具体为：采用3D相机从鞋尾往鞋头方向移动扫描鞋子，获取每帧线激光照射鞋子的三维点云数据，将采集到的每帧三维点云数据按序拼接后获取鞋子完整的三维点云数据，对该三维点云数据进行直通滤波以滤除鞋底支撑平台的点云数据，再进行离群点滤波以滤除毛刺和杂点，得到所述鞋领口点云数据。
3.根据权利要求1所述的基于3D视觉的鞋领口贴纸轨迹提取方法，其特征在于：所述步骤S2中，形成所述原始轨迹序列后，由原始轨迹序列得到原始轨迹曲线，去除原始轨迹曲线闭合后前后两端多余的离散点得到闭合轨迹点序列，对该闭合轨迹点序列进行固定间隔轨迹点采样，得到鞋领口轨迹点序列，对该鞋领口轨迹点序列进行排序、光滑和样条曲线拟合，得到所述鞋领口轨迹集。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于3D视觉的鞋领口贴纸轨迹提取方法，其特征在于：所述步骤S3中，获取点集Pa中各点的姿态向量具体为：点集Pa各轨迹点的法向量Vn1设置为（0，0,1），
5.根据权利要求1或2或3所述的基于3D视觉的鞋领口贴纸轨迹提取方法，其特征在于：所述步骤S3中，偏移轨迹点集Q中第j个偏移轨迹点Qj的法向量Vn2为以该点Qj为中心的设定区域内所有偏移轨迹点的法向量角度的平均值，第j个偏移轨迹点Qj的切向量Vt2j为偏移轨迹点Qj到偏移轨迹点Qj+1的方向，各轨迹点的接近向量则分别与对应的法向量Vn2和切向量Vt2垂直。
6.根据权利要求5所述的基于3D视觉的鞋领口贴纸轨迹提取方法，其特征在于：所述设定区域为半径为1-2mm的区域。
7.根据权利要求1或2或3所述的基于3D视觉的鞋领口贴纸轨迹提取方法，其特征在于：所述步骤S4中，所述设定阈值取值范围为0-45°。
8.根据权利要求1或2或3所述的基于3D视觉的鞋领口贴纸轨迹提取方法，其特征在于：所述步骤S3中，根据鞋领口轨迹集的点云稀疏情况将其分为点集Pa和点集Pb。
...【技术特征摘要】
1.基于3d视觉的鞋领口贴纸轨迹提取方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于3d视觉的鞋领口贴纸轨迹提取方法，其特征在于：所述步骤s1具体为：采用3d相机从鞋尾往鞋头方向移动扫描鞋子，获取每帧线激光照射鞋子的三维点云数据，将采集到的每帧三维点云数据按序拼接后获取鞋子完整的三维点云数据，对该三维点云数据进行直通滤波以滤除鞋底支撑平台的点云数据，再进行离群点滤波以滤除毛刺和杂点，得到所述鞋领口点云数据。
3.根据权利要求1所述的基于3d视觉的鞋领口贴纸轨迹提取方法，其特征在于：所述步骤s2中，形成所述原始轨迹序列后，由原始轨迹序列得到原始轨迹曲线，去除原始轨迹曲线闭合后前后两端多余的离散点得到闭合轨迹点序列，对该闭合轨迹点序列进行固定间隔轨迹点采样，得到鞋领口轨迹点序列，对该鞋领口轨迹点序列进行排序、光滑和样条曲线拟合，得到所述鞋领口轨迹集。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于3d视觉的鞋领口贴纸轨迹提取方法，其特征在于：所述步骤s3中，获取点集pa中各点的姿态向量具体为：点集pa各轨迹点的法向量vn1设置为（0，0,1），点集pa中第i个轨迹点的切向...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟剑兵，黄剑峰，罗文贵，钟治魁，王平江，陈文奇，苏德全，柳龙杰，胡锡涛，刘俊强，
申请(专利权)人：泉州华中科技大学智能制造研究院，
类型：发明
国别省市：
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