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焊接机器人点间法向量夹角

时间：2017-07-21 来源：机器人在线阅读：7714 原创

焊接机器人点间法向量夹角的变化可以作为衡量曲面弯曲或平坦的度量。平坦的区域上，点间法向量夹角较小，对于有特征变化的区域，点间法向量的夹角较大。此可以选择点间法向量变化较大的点作为特征点。

4.3.2算法流程

4.3.3实验参数分析

本节以45度V型坡口直焊缝为例，分别探寻邻域点个数和阂值大小两个因素对特征点检测结果的影响。

4.3.3.1针对不同闭值的比较测试

由4.3.2叙述可知阈值介为两单位法向量间的内积，下面对不同的阈值给出不同的模型特征检测结果。由于焊缝形状规则，为了便于处理，只截取的45度坡口直焊缝的一段进行检测特征点，选择邻域值k为9(拟合表面要求的最少点的个数)。实验所用软件平台为Matlab本节所有结果皆为在Matlab下的显示。实心点是检测出来的特征点，如图4-9所示。

如图4-9(a)一(f)，当值阈Tn比较小时，检测出的特征点比较少，缺失很多重要信息。当介小于等于0.5时，检测不出特征点。随着阈值Tn逐渐变大，检测出的特征点逐渐增多，当Tn大于等于0.85时坡口两侧处的特征点也被检测出，但是由于特征点太多突出不了主要的几何特征。根据实验结果，针对45度V型坡口直焊缝模型，当Tn值在0.8附近时，特征点的提取效果较好。

4.3.3.2对不同邻域值的比较测试

邻域值k影响估算的拟合表面。对于欧几里得空间中的二次曲面，拟合的表面其方程一般可表示为:

如图4-10(a) ~(d)，当邻域值k增大，检测出的特征点数目随之减少，k大于30时，几乎检测不到特征点。因为焊缝特征点呈线状排列，邻域内搜索的点越多，拟合出的表面法向量就越趋向于一致。且k值越大，搜索速度越慢。对于焊缝来说，邻域值k取9的时候，特征点提取效果最好。

4.3.4对不同类型焊缝点云数据的测试

本文选取了5种焊缝对其进行处理。包括30度坡口直焊缝(外形尺寸115mmX 110mmx10mm)、45度坡口直焊缝(外形尺寸180180mmX100mmX5mm)、60度坡口直焊缝(外形尺寸180mmX 100mm以X5mm)、45度坡口S型焊缝(外形尺寸120mmX 80mmX 8mm)、45度坡口折焊缝(外形尺寸130mmX 105mmX10mm)。图4-11所示为喷涂有显影剂的各类焊件。