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龍圖騰網(wǎng)恭喜揚(yáng)州大學(xué)江都高端裝備工程技術(shù)研究所申請(qǐng)的專利基于視覺(jué)SLAM的塑胚本體熱板焊接熔融厚度的調(diào)整方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN114022456B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-13發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202111318561.2，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06T7/00；該發(fā)明授權(quán)基于視覺(jué)SLAM的塑胚本體熱板焊接熔融厚度的調(diào)整方法是由孫進(jìn);汪和平;姜金;萬(wàn)國(guó)峰設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2021-11-09向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本基于視覺(jué)SLAM的塑胚本體熱板焊接熔融厚度的調(diào)整方法在說(shuō)明書(shū)摘要公布了：本發(fā)明公開(kāi)了基于視覺(jué)SLAM的塑胚本體熱板焊接熔融厚度的調(diào)整方法，包括以下步驟：1）相機(jī)獲取圖像關(guān)鍵幀；2）視覺(jué)SLAM系統(tǒng)構(gòu)建；3）基于平面幾何進(jìn)行自適應(yīng)焊接位姿校正方法；4）機(jī)器人工作位姿輸出。本發(fā)明通過(guò)基于焊接平面校正機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)位姿和基于焊接點(diǎn)到焊接頭距離的校正機(jī)器人平移位姿方法，較好的解決了塑胚本體因尺寸差而導(dǎo)致焊接不同深度的影響，通過(guò)基于焊接平面校正的機(jī)器人旋轉(zhuǎn)位姿，基于焊接點(diǎn)到焊接頭距離校正的機(jī)器人平移位姿的方法自適應(yīng)確定塑胚本體熱板焊接熔融的位姿，從而確定焊接深度，有效提高了塑胚本體的焊接質(zhì)量。

本發(fā)明授權(quán)基于視覺(jué)SLAM的塑胚本體熱板焊接熔融厚度的調(diào)整方法在權(quán)利要求書(shū)中公布了：1.一種基于視覺(jué)SLAM的塑胚本體熱板焊接熔融厚度的調(diào)整方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1相機(jī)獲取圖像關(guān)鍵幀；步驟2視覺(jué)SLAM系統(tǒng)構(gòu)建；步驟3基于平面幾何進(jìn)行自適應(yīng)焊接位姿校正方法；步驟4機(jī)器人工作位姿輸出；所述步驟2包括：步驟2.1機(jī)器人焊接初始位姿；步驟2.2幀間ORB特征點(diǎn)匹對(duì)；步驟2.3基于P3P的焊接機(jī)器人位姿估計(jì)；步驟2.4基于全局的SLAM后端優(yōu)化；步驟2.5機(jī)器人場(chǎng)景地圖融合；所述步驟3包括：步驟3.1基于遺傳方法路徑規(guī)劃；步驟3.2基于焊接平面校正的機(jī)器人旋轉(zhuǎn)位姿；步驟3.3基于焊接點(diǎn)到焊接頭的校正機(jī)器人平移位姿；步驟3.4焊接工裝平面是否與塑胚本體熱板焊接平面干涉；判斷為干涉，返回步驟3.1；否則繼續(xù)執(zhí)行步驟4；所述步驟2.1包括：步驟2.1.1基于FAST方法提取角點(diǎn)；步驟2.1.2采用BRIEF特征描述子對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行描述；所述步驟2.1.1具體方法流程為：1在圖像中選擇一點(diǎn)設(shè)為像素p0，設(shè)該像素的灰度值為2設(shè)置灰度閾值記為3取以像素p0為中心，半徑為三個(gè)像素的Bresenham離散圓上的16個(gè)像素，記為p1-p16；4在選取的p1-p16這16個(gè)像素中，如果存在連續(xù)N0個(gè)像素的灰度值與之差的絕對(duì)值大于則像素點(diǎn)p0就是角點(diǎn)，取N0＝12； 5對(duì)圖像中所有像素點(diǎn)重復(fù)以上步驟1-4；所述步驟2.1.2具體方法流程為：1以像素p0為中心，取S×S的圖像塊作為鄰域；S表示一個(gè)正方形圖像塊的邊長(zhǎng)；2在鄰域內(nèi)按照高斯分布模式選取n0個(gè)點(diǎn)對(duì)，取n0＝128；3對(duì)于每一對(duì)像素點(diǎn)對(duì)x,y，Lx表示位于圖像橫向x＝u,vT處的像素亮度，u,v為像素坐標(biāo)，τ表示為對(duì)像素亮度比較的結(jié)果： 其中，Ly表示位于圖像縱向梯度y＝u,vT處的像素亮度；4BRIEF描述子表示為一個(gè)n0維的二進(jìn)制碼串： 其中，為n0個(gè)點(diǎn)對(duì)二進(jìn)制碼串函數(shù)，L為圖像在第j個(gè)點(diǎn)對(duì)xj,yj處的像素亮度，τ為第j個(gè)點(diǎn)對(duì)xj,yj像素亮度比較的結(jié)果；所述步驟3.2包括對(duì)焊接機(jī)器人和相機(jī)硬件進(jìn)行初始化操作；初始化完成后，相機(jī)檢測(cè)待焊接平面Ω，法向量為調(diào)整相機(jī)位姿，使得相機(jī)光心O與焊接點(diǎn)W的連線OW表示的向量得到此時(shí)相機(jī)變換矩陣R1，設(shè)相機(jī)相對(duì)于焊接機(jī)器人的變換矩陣為R2，則機(jī)器人相對(duì)于焊接平面的旋轉(zhuǎn)矩陣為R3；其中R3＝R1R2；所述步驟3.3包括依據(jù)深度信息，已知相機(jī)鏡頭O到焊接點(diǎn)W距離為D1，相機(jī)鏡頭O到焊接頭U距離為D2，相機(jī)鏡頭O到焊接平面WH的距離為D3， 因此，基于焊接點(diǎn)到焊接頭距離的校正機(jī)器人平移量為DΔ，記錄當(dāng)時(shí)的位姿x11,x21,x31；x11,x21,x31分別為校正機(jī)器人平移位姿的X方向、Y方向和Z方向的坐標(biāo)；所述步驟3.4包括運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃中，設(shè)焊接工裝平面記為α表示為a0x+b0y+c0z+d0＝0，面積為S1，塑胚本體熱板焊接平面記為β表示為e0x+f0y+g0z+h0＝0，面積為S2，其中平面α的法線向量為d0≠0表示平面α為空間內(nèi)的一般位置平面，平面β的法線向量為h0≠0表示平面β為空間內(nèi)的一般位置平面；a0,b0,c0,d0為已知常數(shù)，并且a0,b0,c0不同時(shí)為零，x,y,z為平面上的一點(diǎn)的坐標(biāo)，d0為平面的截距，e0,f0,g0,h0為已知常數(shù)，并且e0,f0,g0不同時(shí)為零，x,y,z為平面上的一點(diǎn)的坐標(biāo)，h0為平面的截距；聯(lián)立求得直線方程為a1x+b1y+c1＝0；a1,b1,c1為可求得的已知常數(shù)，并且a1,b1不同時(shí)為零；若該直線滿足同時(shí)在焊接工裝平面α和塑胚本體熱板焊接平面β上，則判定為干涉，滿足a1x+b1y+c1＝0和a0x+b0y+c0z+d0＝0的解在S1內(nèi)且a1x+b1y+c1＝0和e0x+f0y+g0z+h0＝0的解在S2內(nèi)，則重新規(guī)劃路徑，返回步驟3.1。

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