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龍圖騰網(wǎng)獲悉西咸新區(qū)大熊星座智能科技有限公司申請的專利焊縫掃描跟蹤處理方法獲國家發(fā)明授權專利權，本發(fā)明授權專利權由國家知識產(chǎn)權局授予，授權公告號為：CN115682947B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權局官網(wǎng)在2025-09-09發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉：該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為：202211187754.3，技術領域涉及：G01B11/02；該發(fā)明授權焊縫掃描跟蹤處理方法是由景巖;蔡磊;丁孟嘉;康承飛;向晉興;段彤彤;侯方;陳昱杉;何志龍;賀米婷設計研發(fā)完成，并于2022-09-28向國家知識產(chǎn)權局提交的專利申請。

本焊縫掃描跟蹤處理方法在說明書摘要公布了：提供一種焊縫掃描跟蹤處理方法，在激光器對焊縫掃描的基礎上，利用機器人坐標轉換關系將掃描的激光數(shù)據(jù)轉化為三維空間點云數(shù)據(jù)，并利用空間點云結構，在小范圍內(nèi)去除單次測量數(shù)據(jù)中的噪聲,填充或插值丟失位置的點云數(shù)據(jù)，更精準地反映焊縫形貌，建立獨有的焊縫特征庫，將焊縫由2D圖像數(shù)據(jù)轉為更為直觀的3D點云數(shù)據(jù)，解決了焊縫跟蹤過程中因激光器或視角相機的光學鏡頭畸變而造成測量結果不準確的問題，多次對分段掃描的數(shù)據(jù)進行焊道特征識別并修正后，經(jīng)焊道信息重構確定出準確的焊縫形貌特征以及位置，消除單次測量結果準確性差的問題，連貫性的測量處理方法，能夠準確的反應焊道的真實情況，焊縫測量精度高。

本發(fā)明授權焊縫掃描跟蹤處理方法在權利要求書中公布了：1.焊縫掃描跟蹤處理方法，其特征在于包括以下步驟： 1焊縫預掃描：根據(jù)預設的軌跡，由裝于機器人末端的激光器先掃描一小段焊縫的激光數(shù)據(jù)，其中，激光數(shù)據(jù)為包括X、Z方向形成的2D點數(shù)據(jù)，根據(jù)機器人坐標轉換關系，將所有掃描到的激光數(shù)據(jù)轉換到空間3D坐標系，在3D空間數(shù)據(jù)上，重復上述過程中，直到找到焊縫對應的第一條V形線段的激光數(shù)據(jù)，即為焊縫的起始位置，在第一條V形線段的激光數(shù)據(jù)中，找到中心點位置Xcenter,Ycenter,Zcenter，根據(jù)預設的激光器焊縫掃描的起始位置Xstart，Ystart，Zstart，通過空間中兩點的距離公式計算中心點位置與預設的起始位置差，獲得機器人上激光器的修正位置ΔX＝Xstart-Xcenter,ΔY＝Ystart-Ycenter,ΔZ＝Zstart-Zcenter，再將激光器調整至修正位置上，開始對焊縫進行修正后的掃描； 2焊縫掃描：重復步驟1，在每次激光器修正位置上，根據(jù)預設的機器人掃描軌跡收集焊縫原始數(shù)據(jù)，采用步驟1中的機器人坐標轉換關系，轉化所有焊縫原始數(shù)據(jù)為3D空間數(shù)據(jù)，建立3D點云數(shù)據(jù)集Ω0，完成掃描過程； 3焊縫空間數(shù)據(jù)處理，具體步驟如下： a先對原始數(shù)據(jù)進行去噪、剪裁以及填補預處理； b焊道特征識別：根據(jù)輸入的焊縫周圍包括有焊縫掃描平面數(shù)量、焊縫開坡口形狀、焊縫角度、焊縫深度、焊縫寬度的形貌特征，對焊縫原始數(shù)據(jù)進行RANSAC點云識別，得到有效的焊縫數(shù)據(jù)，具體步驟如下： b1在經(jīng)過a步驟預處理后的整體3D空間數(shù)據(jù)中，首先根據(jù)焊縫角度，沿著Y方向上找到整體3D空間數(shù)據(jù)中在X方向上符合該焊縫角度的區(qū)域，根據(jù)焊縫寬度，沿著Y方向上找到整體3D空間數(shù)據(jù)中在Z方向上符合該焊縫角度的區(qū)域，X方向和Z方向截取的區(qū)域即為焊縫所在的空間區(qū)域1，通過焊縫開坡口形狀，并結合掃描所得的焊道邊緣數(shù)據(jù)信息，在焊縫所在的空間區(qū)域1內(nèi)對焊道2邊緣進行定位，在3D空間中進行直線擬合，確定出兩條焊道2邊緣的直線方程，并計算出兩條焊道邊緣直線的方向向量ν1和ν2，根據(jù)方向向量ν1和ν2對焊縫兩側平面分別進行平面擬合，確定出兩個平面方程A11和A21，再計算出兩個平面方程A11和A21的法向量ν3和ν4； b2沿著焊縫掃描的行進方向Y，設定采樣區(qū)域，以Y軸方向上10mm距離為一采樣區(qū)域片段，通過焊縫兩側平面法向量ν3和ν4，確定出采樣區(qū)域內(nèi)的兩個空間平面方程P11和P21，然后通過空間距離計算公式，在采樣區(qū)域內(nèi)分別歸類位于兩個空間平面方程P11和P21內(nèi)的點云數(shù)據(jù)，由兩個空間平面方程P11和P21得到相交的空間直線方程Q1，獲取以該空間直線為軸線半徑為1.5mm的柱形空間區(qū)域H1內(nèi)的所有點云數(shù)據(jù)，通過v1和v2的平均方向向量，在上述柱形空間區(qū)域H1內(nèi)進行二次擬合直線，獲取以該二次擬合直線為軸線半徑為0.5mm的柱形空間區(qū)域H2內(nèi)的所有真實點集，則該真實點集合即為該采樣區(qū)域內(nèi)所有焊縫底部的中心點； b3重復步驟b2，直至Y軸遍歷完畢，獲取焊縫底部中心點數(shù)據(jù)集Ω1，機器人將根據(jù)數(shù)據(jù)集Ω1進行焊縫跟蹤； 4焊道信息重構：依次輪詢焊縫數(shù)據(jù)集Ω1中的點pi,i＝1,…,end，以該點為中心點，以設定的XOZ平面為基準焊接平面，建立pi所在基準焊接平面內(nèi)的空間平面方程P31，計算原始數(shù)據(jù)距空間平面方程P31的空間距離，獲得在該空間平面方程P31上的所有點，即該點組成了焊接截平面Pn1； 5重復步驟4，遍歷完Ω1之后，由每次獲得的焊接截平面Pni組成新的焊縫數(shù)據(jù)集Ω2，由上述步驟3中重復b2獲得的多個焊縫兩側的平面方程P1i和P2i組成了焊道數(shù)據(jù)集Ω3； 6焊縫測量：以數(shù)據(jù)集Ω2為計算數(shù)據(jù)集，在每個截平面Pni內(nèi)，通過Ω3中的焊道平面方程，以焊縫每側平面中最高點和最低點在Z方向上的差值計算出焊縫深度值，以Ω2數(shù)據(jù)集中兩端點在X方向上的差值計算出焊縫寬度，即完成焊縫測量功能。

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