申请/专利权人：湖南大学;湘江实验室

申请日：2023-12-22

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN117454672B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06T7/30;G06T17/20;G06F30/17;G06F111/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2024.02.13#实质审查的生效;2024.01.26#公开

摘要：本发明公开了一种基于曲面装配约束的机器人作业余量计算方法，获得机身点云X与蒙皮点云Y；基于装配飞机机身点云X提取待装配边界序列点云E；将待装配边界序列点云E与待装配蒙皮点云Y进行最小余量匹配，搜索最近邻匹配对，建立最小余量方差约束的优化误差方程；根据机身点云X建立蒙皮微形变方程，在局部形变上限约束下，联合优化可微点云匹配方程；利用可微匹配方程的梯度方程和海瑟矩阵计算下一步优化方向的旋转矩阵及平移向量；计算优化后的误差，若小于预设误差阈值或者迭代次数大于预设迭代次数总数则输出结果，得到当前匹配后的边界，供给铣削作业机器人去除加工余量，得到最终装配曲面。改善了装配工序，计算高效，具有极高的可用性。

主权项：1.一种基于曲面装配约束的机器人作业余量计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S100：使用三维扫描仪获取装配飞机机身以及待装配蒙皮的三维点云坐标，获得装配飞机机身点云X与待装配蒙皮点云Y；S200：基于装配飞机机身点云X提取待装配边界序列点云E；其中，待装配边界序列点云E由机身外表面空区域边缘组成；待装配蒙皮通过铣边的加工方式去除余量，实现机身外表面的装配；S300：将待装配边界序列点云E与待装配蒙皮点云Y进行最小余量匹配，搜索最近邻匹配对，建立最小余量方差约束的优化误差方程；根据机身点云X建立蒙皮微形变方程，在局部形变上限约束下，联合优化可微点云匹配方程；S400：利用可微匹配方程的梯度方程和海瑟矩阵计算下一步优化方向的旋转矩阵及平移向量；S500：计算优化后的误差，若小于预设误差阈值或者迭代次数大于预设迭代次数总数则输出结果，得到当前匹配后的边界，供给铣削作业机器人去除加工余量，得到最终装配曲面F，否则返回S300并计算迭代次数；S200包括：S210：逐点计算机身点云X的曲率，根据点云X中每个点云的曲率对点云进行筛选得到候选装配边缘点集；S220：对候选装配边缘点集进行三角网格化，得到三点组成的三角网格以及三角网格对应的法向量；S230：得到所有三角面片的法向量后，获取所有邻接三角面片的法向量夹角的三角网格，的邻接点为待装配边界序列点云E，其中，；S300包括：S310：对待装配蒙皮点云Y建立Kd-tree，搜索待装配边界序列点云E在待装配蒙皮点云Y中的最近邻点并建立一一对应的匹配点对；S320：对待装配蒙皮点云Y的点建立余量距离度量；S330：建立优化误差方程；其中，i是候选装配边缘点集中的索引，j是待装配蒙皮点云Y的索引；表示当前误差，表示余量方差最小匹配方程；S340：对待装配蒙皮点云Y中的待装配边界序列点云E的最近邻点建立蒙皮微形变方程；S350：建立其他非近邻点集形变约束；S360：泰勒展开获取可微点云匹配方程。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 湖南大学;湘江实验室 一种基于曲面装配约束的机器人作业余量计算方法

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