基于多激光传感器装配的自由曲面法线找正方法研究

张 赢，丁红昌,2，赵长福，周义根，曹国华,2

（1.长春理工大学机电工程学院，吉林 长春 130022；2.长春理工大学重庆研究院，重庆 401135）

1 引言

目前，自动钻铆技术已被众多学者关注，这一技术在国产化、技术自主化的大型飞机项目上，更显得极为重要[1]。通过对该领域的调研不难看出，自动钻铆机器人的先进程度和航空业发展程度息息相关，例如：美属捷姆科公司(GEMCOR)[2]、德国的宝捷公司（BROETJE）[3]等，都拥有自主研发的先进自动钻铆技术。以德国BROETJEAUTOMATION 公司为例，其所研发的RACE 自动钻铆系统，得到了市场的一致认可，该机器人是基于法线方向以及基准面进行检测的，因此，可以达到准确定位的更高目标[3]。2019 年，德国FILL 公司研发的ACCUBOT 自动钻铆机器人是一个数控7 轴机器人，它将末端执行器移至处理器提供的钻孔位置后，激光传感器可自动检查部件和钻孔的对准情况，并在必要时重新调整。近些年，国内高校、科研机构和飞行器制造厂商开展了大量研究[4-10]。北京航空航天大学的公茂震团队，应用末端垂直度智能调节法对机械手位姿进行调正[11]。该方法利用三维激光扫描仪对自由曲面进行检测，再通过二元角度调节法调节钻头的角度，但该方法检测效率较慢，只适合离线检测。研究人员战强等提出了“手眼标定”方法[12]。该方法利用相机坐标系和场景坐标系之间的关系，计算出手眼的相对位置及坐标点的空间位置，并将信息传入至机械手，从而大大减少了计算量，但其位姿检测精度不高。沈阳飞机工业（集团）有限公司研制出一整套应用机器视觉技术开发的平面工件检测系统[13]。……