基于点云的机器人激光焊接轨迹自动提取方法

来源：机床与液压杂志2023年第11期北京时间：

作者：张宇宁，官俊楠，朱丽娜，潘通，徐金亭

单位：大连理工大学汽车工程学院；大连理工大学汽车工程学院；沈阳新松机器人自动化股份有限公司；大连理工大学汽车工程学院；大连理工大学汽车工程学院

摘要：为越过从点云到CAD模型的重构,实现自由摆放立板的自动焊接,提出一种基于测量点云的机器人激光焊接轨迹自动提取方法。利用均匀采样法对点云进行简化，利用统计滤波剔除点云测量背景噪声，并对点云进行整体倾斜校正；提出一种数据扫描策略以实现组合立板顶面与底面的快速分割；在Alpha Shape算法识别出的立板顶面边界点基础上，采用距离约束去改进RANSAC算法，快速拟合出组合立板顶面边界轮廓；通过对分段顶面边界的快速排序及拓扑关系的还原，获得组合立板的角点；在此基础上，完成机器人激光焊接轨迹的自动构造。实验结果表明:该方法无需重构点云的CAD模型就可直接从测量点云中提取焊接轨迹，从而有效保证自由摆放立板的自动焊接。

关键词：激光焊接;焊接轨迹;测量点云;机器人

基金资助：国家自然科学基金面上项目(51975097);国家重点研发计划项目（2020YFA0713702）;山东省重大科技创新工程项目（2019JZZY010128）;中央高校基本科研业务费项目（DUT21ZD206）