CN118875895B 一种针对叶片局部缺陷的机器人修磨方法及系统 （华中科技大学）

一种针对叶片局部缺陷的机器人修磨方法种针对叶片局部缺陷的机器人自动修磨方法及测量数据和机器人位姿数据转换测量点云坐标2S1：使用机器人夹持线激光测量仪扫描待修磨叶S2：使用线激光测量仪多位姿扫描标准球的方法对线激光测量仪的手眼关系进行标S3：使用体素栅格降采样和统计滤波方法对测量点云S6：根据赫兹接触理论和Preston方程分析球形磨头接触区域，建立修磨材料去除模S7：基于接触区域分析、材料去除模型和测量得所述S2，使用线激光测量仪多位姿扫描标准球的方法对线激光测量坐标变换矩阵中的旋转矩阵部分和平移矩阵部分，角标a,b分别对应机器人末端坐标系和使用最小二乘法解算方程组得到手眼关系矩阵，最终根据机器人程序的工具坐标系iT、采集的机器人位姿数据所计算出的齐次变换矩阵和通过手眼标定实验获得线激光仪器的手眼关系矩阵;T,将线激光采集的三维点云坐标数据转化到基坐标系下：将初始测量点云按空间坐标均匀地划分为多个体素栅格，设初始点云集为P＝{p1,p2,3假设得到的距离集合D＝{d1,d2,...,dm}是一个高斯分布，则可以计算其均值和标准(1)根据线激光测量的到达点云行列所包含的空间排列信息，对叶身测量点云进行网bbc)2(1)接触区域分析：根据赫兹接触理论对磨头修磨过程中的接触区域以及接触区域内4S=πab(3)规划修磨接触力：在缺陷点处规划螺旋线修磨刀路，添加了修磨接触力的变力控6.一种基于如权利要求1_5所述针对叶片局部缺陷的机器人自动修磨系统，其特征在56齐次坐标变换矩阵中的旋转矩阵部分和平移矩阵部分，左角标a,b分别对应机器人末端坐系:T、采集的机器人位姿数据所计算出的齐次变换矩阵iT和通过手眼标定实验获得线激光仪器的手眼关系矩阵:T,将线激光采集的三维点云坐标数据转化到基坐标系下：[0023]用加权平均坐标代替这个体素栅格内的所有测量点云，最终得到降采样后点云Q[0029](1)根据线激光测量的到达点云行列所包含的空间排列信息，对叶身测量点云进7[0035](2)使用最大类间方差法进行自适应阈值分割划分缺陷部分和非缺陷部分，设阈)2[0040](1)接触区域分析：根据赫兹接触理论对磨头修磨过程中的接触区域以及接触区8[0061]本发明的技术方案在产业应用中解决了现有技术中微小缺陷点测量定位精度低、[0062]本发明通过区域对角线中心距的评价指标和最大类间方差的自适应阈值分割方9[0069](3)本发明的技术方案解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难的问题。而本专利使用区域对角线中心距的评价指标和自适应阈值分割方法检测缺陷位[0075]第三，本发明的技术方案在产业应用中解决了现有技术[0083]在叶片修磨过程中，精确的接触力控制是确保材料均匀去除和修复质量的关[0084]本发明通过基于赫兹接触理论和Preston方程的材料去除模型，结合机器人力控[0090]图2是本发明实施例提供的针对叶片局部缺陷的机器人自动修磨方法详细流程据与机器人操作系统的坐标系一致。这一转换确保了后续操作中的数据准确性和操作精而识别并提取出叶片表面的缺陷区域。最后，对缺陷区域的点云进行邻域搜索，并通过[0116]图5表示本发明中进行线激光手眼关系标定时机器人以及测量工具的坐标系关置和方向不随机器人位姿变化而变化，可以认为是绝对坐标系；机器人末端坐标系Oa_[0117]使用线激光测量仪多位姿扫描标准球的方法对线激光测量仪的手眼关系进行标齐次坐标变换矩阵中的旋转矩阵部分和平移矩阵部分，左角标a,b分别对应机器人末端坐系:T、采集的机器人位姿数据所计算出的齐次变换矩阵和通过手眼标定实验获得线激光仪器的手眼关系矩阵;T,将线激光采集的三维点云坐标数据转化到基坐标系下：[0123]将初始测量点云按空间坐标均匀地划分为多个体素栅格，设初始点云集为P=[0125]用加权平均坐标代替这个体素栅格内的所有测量点云，最终得到降采样后点云Qn的初始测量点云降采样为包含点云数量m的均匀测量点[0132](1)因为线激光测量数据为测量线扫过叶身得到，线激光测量点云的横纵坐标索)2[0149]根据赫兹接触理论对磨头修磨过程中的接触区域以及接触区域内的接触应力分证所规划的接触力和刀路在叶片局部缺陷修磨中的[0182]图9对比了修磨前和修磨后缺陷区域以及邻域点云距离邻域拟合平面的距离变和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁