(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111595109.0 (22)申请日 2021.12.23 (71)申请人 中铭谷智能机 器人 （广东） 有限公司 地址 523000 广东省东莞 市寮步镇仁居路1 号松湖智谷 研发中心1号101室 (72)发明人 王伟　王鑫　孙汉荣　王悦欢　 袁进　 (74)专利代理 机构 广东聚小创专利代理事务所 (普通合伙) 44798 代理人 马旸 (51)Int.Cl. G06T 7/20(2017.01) B05B 12/12(2006.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/10(2012.01) (54)发明名称 一种基于多个3D视觉的汽车喷涂轨迹生成 方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于多个3D视觉的汽车 喷涂轨迹生成方法， 该方法包括以下步骤： S1， 系 统组件搭建， S2， 多个3D视觉的标定， S3， 3D视觉 相机的手眼标定， S4、 3D视觉相机拍照， S5， 点云 数据转换， S6， 点云数据显示， S7， 喷涂区域确认 和S8， 数据传输与执行， 该种基于多个3D视觉的 汽车喷涂轨迹生成方法， 通过多个3D视觉相机实 现对钣金件或者汽车整体进行拍照和点云数据 拼接， 能快速完成钣金件或者汽 车整体外形的重 建效果， 采用三维重建的技术， 生成在机器人基 坐标系或工具坐标系下有效的喷涂轨迹数据， 可 完成汽车喷涂路径的自动规划， 不需要人工示教 喷涂轨迹， 适用多种车 型和钣金。 权利要求书2页 说明书11页 附图3页 CN 114299104 A 2022.04.08 CN 114299104 A 1.一种基于多个3D视 觉的汽车喷涂 轨迹生成方法， 其特 征在于， 该 方法包括以下步骤： S1， 系统组件搭建； a、 准备系统组件搭建所需要的装置设备； 设备包括但不限于工控机、 显示器、 控制电 柜、 多个3D视 觉相机， 3D视 觉包含双目视 觉， 3D结构光或TOF3D相机的多种或一种； b、 将多个3D视觉相机分别安装在喷漆房的各个位置， 确保每个3D视觉相机组成的视野 能完全覆盖整个汽车； 分别将多个3D相机连接 到工控机； c、 分别将多个3D视 觉相机连接 到工控机， 系统 组件搭建完成； S2， 多个3D视 觉的标定； a、 步骤S1， c 完成后， 启用一 号3D视觉相机进行拍照并且识别特 征点； b、 记录一 号3D视觉相机的特 征点位置； c、 将步骤S2， a ‑b得到的数据进行 数据保存； d、 数据保存完成后， 启用二 号3D视觉相机进行拍照并且识别特 征点； e、 记录二 号3D视觉相机的特 征点位置； f、 将二号3D视觉相机得到的特 征点数据进行保存； g、 计算3D视 觉相机之间的旋转矩阵； h、 对步骤S2， g 中得到的旋转矩阵数据进行参数保存， 标定结束； S3， 3D视觉相机的手眼标定； a、 3D视觉相机安装完成后， 将标定板放置在机器人的视野范围内， 保证3D视觉相机的 正常标定调试工作； b、 使机器人移动至标定 板特征点位置， 并且记录 机器人的当前位置数据信息； c、 数据记录完成后3D视觉相机拍照识别特征点， 并且记录特征点的具体位置数据信 息； d、 上述步骤完成后人工计算机器人与3D视 觉相机之间的旋转矩阵； e、 当步骤S2， d计算完成后， 将得到的旋转矩阵数值进行 数据参数保存， 手眼标定结束； S4、 3D视觉相机拍照； a、 当步骤S3整体子步骤全部完成后， 将需要进行喷漆的汽车开入3D视觉相机的拍照视 野范围内； b、 多个3D视 觉相机进行拍照获取点云数据信息， 并且进行 滤波处理； S5， 点云数据转换； a、 利用计算得到各个3D相机相对于第一个3D视 觉相机的坐标转换关系； b、 将所有点云数据转换到第一个3D相机坐标系内， 转换以后， 得到汽车整车的外形点 云数据； S6， 点云数据显示； a、 将步骤S5， b中得到整车的点云数据进行拼接； b、 将步骤S6， a 中得到的拼接后的点云数据信息传输 至3D视觉软件上； c、 使用3D视觉软件进行显示查看， 检查整车的点云数据拼接是否完整， 若出现拼接遗 漏则重复步骤S6， a ‑b； S7， 喷涂区域确认； a、 若需要进行整车喷漆， 则3D视觉软件根据整车的点云数据生产整车喷漆路径， 若需权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114299104 A 2要进行单块或者多块的钣金喷漆， 则工作人员通过鼠标进行操作， 将不需要喷涂的区域以 多点连续选择的方式， 形成闭合空间区域， 通过点云切割的算法， 将不需要喷涂的区域过滤 掉， 生产单块或者多块的钣金喷漆路径； b、 将步骤S7， a 中得到的整车或者单块钣金喷漆路径数据进行发送； S8， 数据传输与执 行； a、 数据接收终端对发送的整车或者单块钣金喷漆路径数据进行接收； b、 数据接收终端发出整车或者单块钣金喷漆路径数据的数据信 息， 机器人读取并执行 喷漆操作。 2.根据权利要求1所述的一种基于多个3D视觉的汽车喷涂轨迹生成方法， 其特征在于： 所述步骤S1， a 中机器人为六轴夹具机器人。 3.根据权利要求1所述的一种基于多个3D视觉的汽车喷涂轨迹生成方法， 其特征在于： 所述步骤S 3， b中， 机器人在 进行移动时， 需在标定板内移动不同位置， 并且进 行数据记录工 作。 4.根据权利要求1所述的一种基于多个3D视觉的汽车喷涂轨迹生成方法， 其特征在于： 所述步骤S3， b中， 机器人在移动时的位置特征点为9组， 同时利用最小二乘法进行数据计 算， 并且得到 机器人坐标系和3D视 觉坐标系的转换关系。 5.根据权利要求1所述的一种基于多个3D视觉的汽车喷涂轨迹生成方法， 其特征在于： 所述步骤S4， d中， 点云数据信息为X、 Y、 Z轴的坐标信息和RGB值。 6.根据权利要求1所述的一种基于多个3D视觉的汽车喷涂轨迹生成方法， 其特征在于： 所述点云数据处理包括对点云数据进 行的滤波处理， 既过滤掉干扰点云和无效点云数据信 息、 保存有效的点云信息数据。 7.根据权利要求1所述的一种基于多个3D视觉的汽车喷涂轨迹生成方法， 其特征在于： 所述步骤S7， a 中喷漆路径生产方法为： 将获取的点云分为单个或多个平面， 然后将每个平面的点云数据计算转换矩转， 将3D 相机坐标系下的点云数据转换到机器人坐标系， 在将点云数据按照固定的行间距进行网格 化抽点， 抽点后按照顺序排列， 生产喷漆路径数据。 8.根据权利要求1所述的一种基于多个3D视觉的汽车喷涂轨迹生成方法， 其特征在于： 所述S8， a中接收整 车或者单块钣 金喷漆路径数据新的数据终端为工控机， 工控机通过以太 网的方式与机器人进行网络连接 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114299104 A 3