基于3D视觉的切割机器人路径规划研究

王晓强1,2, 马行1, 穆春阳2,3, 张春涛2, 翟巍1,2(1.北方民族大学电气信息工程学院；2.宁夏智能信息与大数据处理重点实验室；3.北方民族大学机电工程学院)

摘要：为提高机器人在切割工件时的精确度，对3D 视觉切割机器人进行了路径规划研究。根据3D 相机视场固定的特点，采用一种求解手眼关系矩阵的多点标定法对摄像机进行标定。将3D 相机采样得到的点云数据转化为机器人坐标系下的点云数据。针对点云数据处理，提出阈值自适应采样法，使用三次多项式对预切割空间曲线进行拟合。采用一种姿态估计算法，通过对切割微切平面进行拟合，完成切割机器人作业空间前进矢量和进给矢量的计算，将规划结果应用于机器人切割作业。实验结果表明，该系统误差在0.24 mm 以内，切割轨迹线形良好，可满足切割机器人系统的要求。

关键词：切割机器人；3D 视觉；阈值采样；手眼关系