買專利賣專利找龍圖騰，真高效！ 查專利查商標(biāo)用IPTOP,全免費(fèi)！專利年費(fèi)監(jiān)控用IP管家,真方便！

龍圖騰網(wǎng)獲悉福州大學(xué)申請(qǐng)的專利基于3D點(diǎn)云的焊縫提取與擬合方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN116542914B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-05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：202310405726.2，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06T7/00；該發(fā)明授權(quán)基于3D點(diǎn)云的焊縫提取與擬合方法是由葉錦華;林煒盛;黃斯凱設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2023-04-17向國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本基于3D點(diǎn)云的焊縫提取與擬合方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明的目的在于提供一種基于3D點(diǎn)云的焊縫提取與擬合方法，基于線結(jié)構(gòu)光相機(jī)獲取點(diǎn)云；對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行包含點(diǎn)云拼接、統(tǒng)計(jì)濾波、直通截取、均勻采樣在內(nèi)的預(yù)處理操作，提取焊接工件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；對(duì)上述工件點(diǎn)云使用移動(dòng)最小二乘法擬合三階曲面計(jì)算每點(diǎn)的主曲率；通過設(shè)定閾值，識(shí)別出曲率值滿足要求的潛在焊縫點(diǎn)云；通過與CAD模型導(dǎo)出的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)云進(jìn)行ICP配準(zhǔn)，剔除其他輪廓線的點(diǎn)，提取出所需的焊縫點(diǎn)云；將焊縫點(diǎn)云坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到機(jī)器人的基坐標(biāo)系下，并進(jìn)行B樣條擬合，得到焊縫軌跡。應(yīng)用本發(fā)明方法不需要手動(dòng)示教即可獲取復(fù)雜焊縫的空間軌跡，且具有提取速度快，軌跡準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，適合于角接、搭接等焊縫類型。

本發(fā)明授權(quán)基于3D點(diǎn)云的焊縫提取與擬合方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于3D點(diǎn)云的焊縫提取與擬合方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟S1：獲取相機(jī)坐標(biāo)系到機(jī)器人基座標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣Tctob； 步驟S2：通過多姿態(tài)拍攝獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)； 步驟S3：對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云預(yù)處理：通過點(diǎn)云拼接、統(tǒng)計(jì)濾波、直通截取、均勻采樣，提取焊接工件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)； 步驟S4：潛在焊縫點(diǎn)識(shí)別：使用曲率特征篩選點(diǎn)云，利用移動(dòng)最小二乘法擬合三階曲面計(jì)算每個(gè)點(diǎn)的主曲率，通過調(diào)整和設(shè)定閾值，識(shí)別出潛在的焊縫點(diǎn)； 步驟S5：焊縫提取：通過將步驟S4所得的點(diǎn)云與工件焊縫三維模型采樣獲得的點(diǎn)云進(jìn)行點(diǎn)云ICP配準(zhǔn)，確定實(shí)際的焊縫點(diǎn)云； 步驟S6：焊縫軌跡擬合：通過轉(zhuǎn)換矩陣，將焊縫點(diǎn)云轉(zhuǎn)換至機(jī)器人的坐標(biāo)系下，并對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行B樣條擬合，得到焊縫軌跡； 步驟S4使用曲率作為特征識(shí)別潛在焊縫點(diǎn)，且使用移動(dòng)最小二乘法擬合出局部三階曲面來計(jì)算點(diǎn)的曲率值，具體包括以下步驟： 步驟S41：構(gòu)建kd-tree，對(duì)每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行k近鄰搜索，利用搜索獲得的結(jié)果計(jì)算出該點(diǎn)的法向量，以該向量為z軸構(gòu)建局部坐標(biāo)系； 步驟S42：在局部坐標(biāo)系下對(duì)k近鄰搜索獲得的點(diǎn)進(jìn)行三階曲面的擬合，擬合出三階曲面之后，將當(dāng)前點(diǎn)投影至曲面上，并計(jì)算出投影點(diǎn)的曲率值；曲率計(jì)算方式如下式所示： 其中hu、hv、huu、hvv、huv分別代表曲面多項(xiàng)式在u、v兩個(gè)方向上的偏微分； 步驟S43：對(duì)每個(gè)點(diǎn)執(zhí)行步驟S41、步驟S42，得到每個(gè)點(diǎn)的曲率，通過設(shè)置曲率閾值，識(shí)別出潛在的焊縫點(diǎn)； 步驟S5具體包括以下步驟： 步驟S51：對(duì)焊接工件的理想三維模型與標(biāo)識(shí)焊縫的三維模型分別進(jìn)行采樣，得到理想工件點(diǎn)云MC1與焊縫模型點(diǎn)云MC2； 步驟S52：將實(shí)際焊接工件的點(diǎn)云C0與焊接工件的理想三維模型點(diǎn)云MC1進(jìn)行ICP配準(zhǔn)，得到坐標(biāo)變換矩陣T，使用所述變換矩陣T將焊縫模型點(diǎn)云MC2變換到實(shí)際焊接工件點(diǎn)云的坐標(biāo)系下，得到新的焊縫模型點(diǎn)云MC2 ，； 步驟S53：設(shè)置距離閾值，通過遍歷步驟S4得到的潛在焊縫點(diǎn)C4，計(jì)算每個(gè)潛在焊縫點(diǎn)與新的焊縫模型點(diǎn)云MC2 ，中最近點(diǎn)的距離，保留距離小于閾值的潛在焊縫點(diǎn)，去除其余點(diǎn)，得到實(shí)際的焊縫點(diǎn)云C5； 步驟S6對(duì)焊縫點(diǎn)云C5進(jìn)行三次B樣條擬合，具體包括以下步驟： 步驟S61：使用步驟S1獲得的轉(zhuǎn)換矩陣Tctob將焊縫點(diǎn)云C5轉(zhuǎn)換至機(jī)器人的坐標(biāo)系下，得到點(diǎn)云C6，對(duì)點(diǎn)云C6按X坐標(biāo)進(jìn)行重新排序，并確定三階B樣條的基函數(shù)： 公式六； 步驟S62：對(duì)重新排序后的C6點(diǎn)云進(jìn)行三次B樣條曲線的分段擬合，最終完成對(duì)焊縫的提取與擬合工作。

如需購買、轉(zhuǎn)讓、實(shí)施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請(qǐng)人或?qū)＠麢?quán)人福州大學(xué)，其通訊地址為：350108 福建省福州市閩侯縣福州大學(xué)城烏龍江北大道2號(hào)福州大學(xué)；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。