一种规划点胶轨迹的点胶方法及装置与流程

1.本发明涉及点胶技术领域，具体涉及一种规划点胶轨迹的点胶方法及装置。


背景技术：

2.点胶技术在电子、照明、汽车等行业有非常广泛的应用。在实际生产中，点胶产品从尺寸、形状、表面材质等各方面存在巨大差异。实际中对点胶精度的需求往往较高，传统的方法多采用人眼示教的方式，或者根据产品的点胶位置设计特有的特征，来对每个待点胶产品定位和规划点胶轨迹。
3.人眼示教，需要人眼去观察针头是否对准实物路径，再根据多个点位生成异形路径。这种方法会因为人眼视觉上的误差，导致生成的路径与实际偏差较大，并且耗时耗力。特别是有空间弧度的产品，示教特变繁琐，一旦产品一致性不好，根本没法作业。
4.而根据产品的实际点胶位置设计特有的特征的缺陷也较明显，首先对不同的产品需要重新开发和设计不同的特征以便定位到点胶位置，开发效率低。其次，当点胶位置处的形状复杂多变，没有明显特征时，设计出的算法往往鲁棒性差，而且计算复杂度较高，时间长从而导致点胶作业效率低下。
5.因此，需要提供一种新的规划点胶轨迹的点胶方法，以解决现有技术存在的技术问题。。


技术实现要素：

6.针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种规划点胶轨迹的点胶方法及装置。
7.本发明的技术方案概述如下：
8.一方面，本发明提供一种规划点胶轨迹的点胶方法，包括：
9.预定点胶模板；规划点胶模板上的点胶路径；
10.通过面阵激光传感器扫描产品轮廓，得到待点胶产品的三维数据；
11.根据所述待点胶产品的三维数据及点胶模板，得到最佳转换关系；
12.通过待点胶产品与所述点胶模板的最佳转换关系，得到点胶产品上的点胶路径。
13.进一步地，还包括：
14.对所述点胶产品上的点胶路径进行处理，得到优化后的点胶路径。
15.进一步地，还包括：根据所述优化后的点胶路径进行实际点胶作业。
16.进一步地，所述对所述点胶产品上的点胶路径进行处理，包括：
17.使用dubins曲线算法对点胶路径上的轨迹点进行处理，得到优化后的折线段；
18.再引入bezier三阶曲线对优化过的折线段进行平滑处理，得到优化后的点胶路径。
19.进一步地，所述预定点胶模板；获取点胶模板上的点胶路径，包括：
20.预定点胶模板，对点胶模板进行预处理，得到点胶模板上各点的属性；
21.根据点胶模板上各点的属性，确定点胶模板上的点胶路径。
22.进一步地，所述对点胶模板进行预处理，得到点胶模板上各点的属性，包括：
23.使用三维可视化引擎显示所述点胶模板的点云数据，在所述点胶模板的点云数据中选择目标点，并为每个点赋予属性。
24.进一步地，所述通过待点胶产品与所述点胶模板的最佳转换关系，得到点胶产品上的点胶路径，包括：
25.通过待点胶产品与所述点胶模板的最佳转换关系，将所述点胶模板上的点胶路径转换得到点胶产品上的点胶路径。
26.进一步地，所述根据待点胶产品的三维数据及点胶模板，得到最佳转换关系，包括：
27.根据所述待点胶产品的三维数据，得到待点胶产品上的n个关键点；
28.将待点胶产品上的n个关键点与所述点胶模板上的n个关键点进行对比，得到最佳转换关系。
29.进一步地，所述将待点胶产品上的n个关键点与所述点胶模板上的n个关键点进行对比，得到最佳转换关系，包括：
30.将待点胶产品上的n个关键点与所述点胶模板上的n个关键点进行对齐，得到待点胶产品上的n个关键点与所述点胶模板上的n个关键点之间的欧式距离的和；
31.将待点胶产品上的n个关键点与点胶模板上的n个关键点之间的欧式距离的和为最小时的二者间的转换关系，作为点胶模板与待点胶产品之间的最佳转换关系。
32.相应地，本发明还提供一种自动规划点胶轨迹的点胶装置，包括：
33.预定模块，用于预定点胶模板；规划点胶模板上的点胶路径；
34.第一获取模块，用于通过面阵激光传感器扫描产品轮廓，得到待点胶产品的三维数据；
35.第二获取模块，用于根据所述待点胶产品的三维数据及点胶模板，得到最佳转换关系；
36.第三获取模块，用于通过待点胶产品与所述点胶模板的最佳转换关系，得到点胶产品上的点胶路径。
37.相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明通过在点胶模板的点云数据上进行选点，避免了人眼示教时的视觉误差，提高了产品的点胶精度；同时如果产品轨迹复杂，生成多段轨迹后，可进行轨迹优化，缩短了点胶加工的轨迹运行时间；对于同类产品不需要更新模板，该方法可自动适配点胶模板，自动规划点胶路径。
38.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
39.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
40.图1为本发明的一种规划点胶轨迹的点胶方法的过程示意图；
41.图2为本发明的一种规划点胶轨迹的点胶方法的一流程示意图；
42.图3为本发明的一种规划点胶轨迹的点胶装置的示意图。
43.附图标记：100、预定模块；200、第一获取模块；300、第二获取模块；400、第三获取模块。
具体实施方式
44.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。
45.接下来，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
46.如图1
‑
2所示，本发明的一种规划点胶轨迹的点胶方法，包括：
47.s1、预定点胶模板；规划点胶模板上的点胶路径。
48.s2、通过面阵激光传感器扫描产品轮廓，得到待点胶产品的三维数据；
49.s3、根据待点胶产品的三维数据及点胶模板，得到最佳转换关系；
50.s4、通过待点胶产品与点胶模板的最佳转换关系，得到点胶产品上的点胶路径。
51.优选地，本发明还可包括：s5、对点胶产品上的点胶路径进行处理，得到优化后的点胶路径。
52.还包括：s6、根据优化后的点胶路径进行实际点胶作业。
53.步骤s1包括:
54.s11、预定点胶模板，对点胶模板进行预处理，得到点胶模板上各点的属性。
55.s12、根据点胶模板上各点的属性，确定点胶模板上的点胶路径。
56.本发明不采用现有技术中的人眼示教的方式生成点胶路径，而是预先设置点胶模板，该点胶模板根据大量实物生成的模板，在点胶模板上进行选点，人工规划点胶模板上的点胶路径，生成点胶模板上的点胶轨迹，充分避免了人眼示教时的视觉误差，提升了产品的点胶精度。
57.具体地，s11中对点胶模板进行预处理，得到点胶模板上各点的属性，包括：使用三维可视化引擎显示点胶模板的点云数据，在点胶模板的点云数据中选择目标点，并为每个点赋予属性。
58.例如，使用三维可视化引擎将点胶模板的三维点云数据显示出来，通过旋转、缩放数据来选择合适的视角，在点云数据中选择合适的位置点作为点胶路径上的点。给每个点
赋予起点、直线中点、弧中点、弧终点、终点等属性。当满足起点开头、终点结尾时，该段路径作为有效路径。
59.当满足起点开头、终点结尾时，该段路径作为有效路径，有效路径即为点胶模板上的点胶路径。
60.步骤s2具体通过面阵激光传感器扫描待点胶产品的产品轮廓，生成待点胶产品的三维点云数据。
61.步骤s3根据待点胶产品的三维数据及点胶模板，得到最佳转换关系，包括：
62.s31、根据待点胶产品的三维数据，得到待点胶产品上的n个关键点；
63.s32、将待点胶产品上的n个关键点与点胶模板上的n个关键点进行对比，得到最佳转换关系。
64.优选地，s32包括：
65.s321、将待点胶产品上的n个关键点与点胶模板上的n个关键点进行对齐，得到待点胶产品上的n个关键点与点胶模板上的n个关键点之间的欧式距离的和；
66.s322、将待点胶产品上的n个关键点与点胶模板上的n个关键点之间的欧式距离的和为最小时的二者间的转换关系，作为点胶模板与待点胶产品之间的最佳转换关系。
67.在本实施例中，可以基于待点胶产品上的基准点，将待点胶产品与点胶模板对齐，基准点可以是中心点等，将待点胶产品上的n个关键点与点胶模板上的n个关键点进行对齐后，得到待点胶产品上的n个关键点与点胶模板上的n个关键点之间的欧式距离的和；将最小距离和时的待点胶产品与点胶模板之间的转换关系作为最佳转换关系。转换关系为待点胶产品上的左边与点胶模板上的坐标之间的转换关系。若待点胶产品与点胶模板完全匹配，则待点胶产品上的n个关键点与点胶模板上的n个关键点之间的欧式距离的和为0。具体地，得到待点胶产品上的n个关键点与点胶模板上的n个关键点之间的欧式距离的和的过程为求解一个多元非线性方程的最优解的过程。
68.步骤s4通过待点胶产品与点胶模板的最佳转换关系，得到点胶产品上的点胶路径，包括：
69.通过待点胶产品与点胶模板的最佳转换关系，将点胶模板上的点胶路径转换得到点胶产品上的点胶路径。
70.通过匹配待点胶产品与点胶模板的点云数据，得到二者之间的最佳转换关系，从而基于最佳转换关系，将点胶模板上的点胶路径转换得到点胶产品上的点胶路径。步骤s5中对点胶产品上的点胶路径进行处理，包括：
71.s51、使用dubins曲线算法对点胶路径上的轨迹点进行处理，得到优化后的折线段；
72.s52、再引入bezier三阶曲线对优化过的折线段进行平滑处理，得到优化后的点胶路径。
73.由于点胶产品表面结构变化不一、面阵激光传感器自身测量噪音等因素的干扰，实际生成的三维点云数据表面起伏一致性存在一定差异，生成的点胶路径平滑性较差。因此在本发明中对点胶产品上的点胶路径进行平滑处理。
74.具体地，dubins曲线是在满足曲率约束和规定的始端和末端的切线的条件下，连接两个二维平面的最短路径。通过dubins曲线算法对点胶路径上的轨迹点进行处理，能够
得到处理后的最佳折线段。最佳折线段至少包括第一折线段和第二折线段，根据第一折线段和第二折线段确定三阶bezier曲线的特征点，根据特征点构建三阶bezier曲线，作为第一折线段和第二折线段之间的平滑过渡段，平滑过渡段的起始点为第一折线段的拐出点，平滑过渡段的终止点作为第二折线段的拐入点。平滑过渡段与第一折线段在起始点上的切矢量方向相同且曲率相同；平滑过渡段与第二折线段在终止点上的切矢量方向相同且曲率相同，从而可实现在拐点处(拐出点和拐入点)加速度连续，不跳变。
75.相应地，如图3所示，本发明还提供了一种自动规划点胶轨迹的点胶装置，其特征在于，包括：
76.预定模块100，用于预定点胶模板；规划点胶模板上的点胶路径。
77.第一获取模块200，用于通过面阵激光传感器扫描产品轮廓，得到待点胶产品的三维数据；
78.第二获取模块300，用于根据所述待点胶产品的三维数据及点胶模板，得到最佳转换关系；
79.第三获取模块400，用于通过待点胶产品与所述点胶模板的最佳转换关系，得到点胶产品上的点胶路径。
80.还包括优化模块，用于对点胶产品上的点胶路径进行处理，得到优化后的点胶路径。
81.执行模块，用于根据优化后的点胶路径进行实际点胶作业。
82.本发明通过在点胶模板的点云数据上进行选点，避免了人眼示教时的视觉误差，提高了产品的点胶精度；同时如果产品轨迹复杂，生成多段轨迹后，可进行轨迹优化，缩短了点胶加工的轨迹运行时间；对于同类产品不需要更新模板，该方法可自动适配点胶模板，自动规划点胶路径。
83.此外，装置实施例中的装置与方法实施例基于同样地发明构思。
84.本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质包括存储器和处理器，该存储器中存储有至少一条指令和至少一段程序，该至少一条指令和至少一段程序由该处理器加载并执行以实现上述方法实施例提供的规划点胶轨迹的点胶方法。
85.需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
86.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置和电子设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
87.上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。