一种新的工件三维轮廓信息提取方法

黄锦洲，翟敬梅，吴志明

（华南理工大学 机械与汽车工程学院，广东 广州 510640）

1 引言

工业机器人的作业环境中存在各种作业目标或障碍物，为实现工业机器人在非结构环境中自主作业，需要准确实时地检测出这些目标体或障碍物的外部形状、尺寸以及位置等信息。通常利用各种传感器技术对工业机器人作业环境中的工件的进行三维测量，其中较为常用的一种方法是采用双目视觉技术得到工件轮廓边缘的三维点云数据，由此进一步获取工件的形状、尺寸等信息。目前大多是手动选取点云数据中的关键点，再通过他们之间的几何关系计算出工件的实际尺寸[1-3]。该方法测量的准确性易受人为因素的影响，且难以实现自动测量。为此不同学者提出了不同的方法。文献[4]采用最小外接矩形法进行尺寸测量，这种方法能实现自动测量且实时性较好，对矩形工件测量效果较好，但对于非矩形工件只能进行尺寸的大概估计。文献[5]提出了一种利用轮廓数据拟合提取尺寸信息的方法，但只考虑了二维平面下曲线拟合，不适应工业机器人三维的作业空间。针对目前方法存在的问题，提出了一种基于工件边缘曲率角的工件几何信息自动提取方法，该方法简单、实时性好，且尺寸测量误差较小，可满足大多工业生产要求。

2 基于双目视觉的三维点云数据获取

在工业实际生产中，工件大多具有圆柱体或多面体等较规则形状，通过其上下表面即可获取关键形状及尺寸信息，因此在双目视觉测量中提取工件的上下表面边缘的三维点云数据。……