第一预设阈值(步骤1616)且所述第二差值小于第二预设阈 值(步骤1618)，则进入步骤1620,否则，停止计算坐标X' '。
[0091] 在步骤1620中，确定X"的最大值X''_Max和X''_Min。在一个实施例中，比较 所述最大值X' ' _Maxl和所述最大值X' ' _Max2,并且比较所述最小值X' ' _Minl和所述最 小值X' ' _Min2。当所述最大值X' ' _Maxl等于所述最大值X' ' _Max2,则所述目标喷涂节点 的三维坐标中的X' '坐标的最大值X' ' _Max等于X' ' _Maxl或X' ' _Max2,否则，X' '坐标 的最大值X' ' _Max为X' ' _Maxl和X' ' _Max2中的较小值。当所述最小值X' ' _Minl等于 所述最小值X'' _Min2,则所述目标喷涂节点的三维坐标中的X''坐标的最小值X'' _ Min 等于 X' ' _Minl 或 X' ' _Min2,否则，X' ' 坐标的最小值 X' ' _ Min 为 X' ' _Minl 和 X' ' _Min2 中的较小值； 在步骤1622中，根据所述待喷涂工件的喷涂面信息从X' ' _Min和X' ' _Max中选择一 个值作为坐标X''，以确定所述目标喷涂节点在三维空间的坐标（X''，Y''，Z''）（步骤 1624)。
[0092] 图17所示为根据本发明的实施例的计算每一个喷涂节点法向量的方法流程图 1108。图17是对图11中的步骤1108的进一步描述。图17是选取其中给一个目标喷涂节 点J举例说明。如前所述，喷涂节点法向量γ表示喷枪在喷涂节点的空间姿态。
[0093] 图18所示为根据本发明的实施例的目标喷涂节点J和相邻节点Jl、J2、J3和J4 的示意图。以下将结合图17和图18进行描述。
[0094] 在步骤1702中，读取目标喷涂节点J的三维空间坐标。在步骤1704中，检测所述 目标喷涂节点的四个相邻方向上的相邻节点Jl、J2、J3和J4。在步骤1706中，读取所述四 个相邻节点Jl、J2、J3和J4的三维空间坐标。在步骤1708中，分别用直线连接喷涂节点 J、Jl、J2、J3 和 J4 构成的三角形（J，Jl，J2)、（J，J2, J3)、（J，J3, J4)和（J，J4, J1)，其中， (J，Jl，J2)表示用直线将节点J、J1和J2连接形成的三角形，（J，J2, J3)表示用直线将节 点J、J2和J3连接形成的三角形，（J，J3, J4)表示用直线将节点J、J3和J4连接形成的 三角形，（J，J4, Jl)表示用直线将节点J、J4和Jl连接形成的三角形。在步骤1708中， 分别计算三角形（J，Jl，J2)、（ J，J2, J3)、（ J，J3, J4)和（J，J4, Jl)的4个法向量。三角形 的法向量是指与三角形所形成的面垂直的方向矢量。在步骤1710中，计算所述4个法向量 的平均值，以得到所述目标喷涂节点J的法向量。
[0095] 优点在于，图17中的计算法向量的方法考虑了目标节点的四个方向的情况，由 此，该法向量能够更加准确的表现喷枪在目标节点应有的角度和姿态，提高了喷涂的准确 性。
[0096] 图19所示为根据本发明的实施例的对所述喷涂轨迹进行空间拟合的方法流程图 1112。图19是对图11中的步骤1112的进一步描述。
[0097] 对于空间生成的喷涂节点，每一行(列）在空间表示为一条空间曲线。如果将两两 喷涂节点间以直线表示，则不利于机器人的喷涂作业，因此需要对生成的喷涂轨迹进行拟 合，以直线和曲线进行表示。
[0098] 在步骤1902中，选择所述每一个喷涂节点的扫描方式。在步骤1904中，根据所述 扫描方式读取所述多个待喷涂面的当前面的数据。在步骤1906中，根据第N行节点的三维 坐标将所述第N行节点投影到所述当前面，以得到在所述当前面上的多个投影节点的三维 坐标。在步骤1908中，计算所述多个投影节点的每个节点与所述第N行节点对应的节点的 连接线的斜率。在步骤1910中，比较每个节点对应的斜率和相邻节点对应的斜率之间的大 小。在步骤1912中，当所述比较结果表明当前节点的斜率与相邻斜率相等(说明当前节点 与相邻节点是处于一个平面上)，则对所述第一节点加上第一编号，否则（说明当前节点与 相邻节点是处于不同平面上)，对所述第一节点加上第二编号。
[0099] 在步骤1914中，根据所述编号确定索引值。遍历检测所述多个投影节点的编号。 当所述当前节点的编号为第一编号时，则在所述当前节点和所述当前节点的相邻节点之间 的区间加上第一索引值(例如：逻辑0)。当所述第一节点的编号为第二编号时，则在所述第 一节点和所述第一节点的相邻节点之间的区间加上第二索引值(例如：逻辑1)。
[0100] 在步骤1916中，根据所述每一个节点对应的索引值拟合所述喷涂轨迹。具体而 言，当所述区间的索引值为第一索引值(表示当前节点与相邻节点在同一平面上）时，则所 述区间的喷涂轨迹为连接包含于所述区间节点的直线。当所述区间的索引值为第二索引值 (表示当前节点与相邻节点在不同平面上）时，则对所述区间采样多个点，并对所述多个点 进行三次差值拟合，以得到所述区间的曲线，即所述区间的喷涂轨迹为所述曲线。
[0101] 当得到喷涂节点拟合轨迹和法向量以后，就可以按照以下公式计算所述喷枪的喷 涂轨迹和法向量：
【主权项】
1. 一种用于喷涂机器人喷涂路径设定的光学测量设备，所述光学测量设备包括： 传送台，所述传送台包括传送带，所述传送带上覆盖皮带，所述传送台将所述喷涂工件 从所述传送台的一端传送到另一端； 安装于所述传送台上的光幕传感器，所述光幕传感器包括两组光幕发射器和接收器； 当所述传送台传送所述喷涂工件时，所述两组光幕发射器和接收器分别测量和记录所述喷 涂工件的第一面和第二面的投影视图； 安装于所述传送台一端的深度摄像机，用于根据所述喷涂工件与所述传送台背景之间 的距离差测量和记录所述喷涂工件的第三面的投影视图；以及 与所述光幕传感器和所述深度摄像机的多个数据接口，用于将所述第一面、所述第二 面和所述第三面的投影视图信息传送给主控设备，所述主控设备根据所述投影视图计算出 所述喷涂机器人的喷涂路径。
2. 根据权利要求1所述的光学测量设备，其特征在于，所述传送台包括两个台面，所述 两个台面之间设置了支撑玻璃；所述光幕传感器包括第一光幕发射器和第一接收器，所述 第一光幕发射器和所述第一接收器分别设置在所述支撑玻璃之上和所述支撑玻璃之下；所 述光幕传感器还包括第二光幕发射器和第二接收器，所述第二光幕发射器和所述第二接收 器分别设置在所述传送台位于所述支撑玻璃处的两侧。
3. 根据权利要求1所述的光学测量设备，其特征在于，所述传送台包括两个台面，所述 两个台面之间设置了支撑玻璃；所述光幕传感器包括第一光幕发射器和第一接收器，所述 第一光幕发射器和所述第一接收器分别设置在所述支撑玻璃之下和所述支撑玻璃之上；所 述光幕传感器还包括第二光幕发射器和第二接收器，所述第二光幕发射器和所述第二接收 器分别设置在所述传送台位于所述支撑玻璃处的两侧。
4. 根据权利要求2或3所述的光学测量设备，其特征在于，所述光幕传感器的每一个光 幕发射器和接收器均采用光幕支撑装置固定，所述光幕支撑装置包括两个螺钉臂和光幕支 撑臂，所述两个螺钉臂分别位于所述光幕支撑臂的两侧，所述螺钉臂和所述光幕支撑臂通 过横梁连接，所述两个螺钉臂分别具有螺钉孔，所述光幕发射器和所述接收器通过所述光 幕支撑臂固定于所述光幕支撑装置上，所述光幕支撑装置通过所述螺钉孔的螺钉分别固定 于所述两个台面上。
5. 根据权利要求2或3所述的光学测量设备，其特征在于，所述每一个光幕传感器的发 射器发出等间距光，对应的接收器接收相应的光线，当接收器接收到光线时，输出为第一电 信号；当光线被物体阻挡时，接收器未接收到光线，则输出第二电信号；所述光幕传感器根 据所述第一电信号和所述第二点信号计算出所述待测工件的对应面的形状和大小。
6. 根据权利要求1所述的光学测量设备，其特征在于，所述光学测量设备还包括电机 控制模块，所述电机控制模块包括控制器、电机和编码器，所述编码器产生表示所述传送带 速率的反馈信号，所述控制器根据所述反馈信号控制所述电机，以控制所述传送带速率。
7. 根据权利要求1或2或3所述的光学测量设备，其特征在于，所述深度摄像机设置在 所述传送台传送所述待测工件的方向面上。
【专利摘要】本发明公开了一种用于喷涂机器人喷涂路径设定的光学测量设备，所述光学测量设备包括传送台、光幕传感器、深度摄像机和多个数据接口。所述传送台将所述喷涂工件从所述传送台的一端传送到另一端。所述光幕传感器包括两组光幕发射器和接收器；当所述传送台传送所述喷涂工件时，所述两组光幕发射器和接收器分别测量和记录所述喷涂工件的第一面和第二面的投影视图。深度摄像机根据所述喷涂工件与所述传送台背景之间的距离差测量和记录所述喷涂工件的第三面的投影视图。多个数据接口将所述第一面、所述第二面和所述第三面的投影视图信息传送给主控设备，所述主控设备根据所述投影视图计算出所述喷涂机器人的喷涂路径。
【IPC分类】G01V8-20, B05B13-04, B05B15-10
【公开号】CN104525424
【申请号】CN201510000838
【发明人】刘应德, 周义维, 龙望
【申请人】成都思达特电器有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月4日