(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210870010.5 (22)申请日 2022.07.22 (71)申请人 颖态智能技 术 （上海） 有限公司 地址 201815 上海市嘉定区兴文路8 85号4 幢一层B区 (72)发明人 王磊　马启航　 (74)专利代理 机构 上海创开专利代理事务所 (普通合伙) 31374 专利代理师 吴海燕 (51)Int.Cl. B05B 13/04(2006.01) G06T 7/33(2017.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于点云处 理的机器人自动喷涂方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于点云处理的机器人 自动喷涂方法， 硬件组成部分包括六轴机器人、 三维重建设备、 目标自由曲面、 喷枪， 用于根据点 云处理结果和工艺参数要求执行自动喷涂动作； 数据处理过程包括预处理与模板制作、 点云特征 提取与描述、 点云配准、 喷涂模板对齐、 获取喷涂 轨迹、 喷漆参数与姿态调整， 用于对自由曲面点 云数据进行处理和模板配对， 可实时更新模板数 据库并自动根据点云特征匹配合适的喷涂模板， 指导配置喷涂工艺和喷枪运动参数。 本发明运用 三维重建与点云 处理技术， 对自由曲面喷涂对象 进行建模并处理特征， 建立喷涂工艺数据库并匹 配合适的喷涂模板， 实现视觉引导机器人自动化 喷涂， 可降低人工喷涂作业的不确定性， 有效提 高喷涂效率。 权利要求书2页 说明书9页 附图4页 CN 115283172 A 2022.11.04 CN 115283172 A 1.一种基于点云处理 的机器人自动喷涂方法， 基于数据处理方法加载于硬件系统上进 行实现， 其特 征在于： 所述硬件系统包括六轴机器人、 三维重建设备、 目标自由曲面、 喷枪， 用于获取自由曲 面的几何信息， 根据点云处 理结果和工艺 参数要求执 行自动喷涂动作； 所述数据处理方法包括预处理与模板制作、 点云特征提取与描述、 点云配准、 喷涂模板 对齐、 获取喷涂轨迹、 喷漆参数与姿态调整， 用于对自由曲面点云数据进行处理和模板配 对， 可实时更新模板数据库并自动根据点云特征匹配合适的喷涂模板， 指导配置 喷涂工艺 和喷枪运动参数。 2.根据权利要求1所述的一种基于点云处理 的机器人自动喷涂方法， 其特征在于， 所述 三维重建设备和喷枪安装于六轴机器人上； 所述六轴机器人为具有三个平移自由度和三个 旋转自由度的工业机器人； 所述 三维重建 设备为可 快速获取面型点云的结构光相机 。 3.根据权利要求1所述的一种基于点云处理 的机器人自动喷涂方法， 其特征在于， 所述 预处理与模板制作过程是对输入的原始 点云数据进 行去除无效点、 降采样、 半径滤波、 统计 滤波、 法线计算， 并基于boundingbox方法提取喷涂轨迹， 与处理后的点云一并存入工艺数 据库。 4.根据权利要求1所述的一种基于点云处理 的机器人自动喷涂方法， 其特征在于， 所述 点云特征提取与描述过程是对待配准自由曲面点云和模板点云的局部法向量、 局部半径、 局部密度进行 特征提取， 计算对应的子特 征直方图， 并使用总特 征直方图描述 点云特征。 5.根据权利要求1所述的一种基于点云处理 的机器人自动喷涂方法， 其特征在于， 所述 点云配准过程是对待配准自由曲面点云和模板点云进行特征直方图计算、 关键点查询、 对 应关系估计与优化， 迭代配准计算变换矩阵。 6.根据权利要求1所述的一种基于点云处理 的机器人自动喷涂方法， 其特征在于， 所述 点云配准过程是对待配准自由曲面点云和模板点云进行特征直方图计算、 关键点查询、 对 应关系估计与优化， 迭代配准计算变换矩阵。 7.根据权利要求1所述的一种基于点云处理 的机器人自动喷涂方法， 其特征在于， 所述 获取喷涂轨迹过程是在完成对齐变换的基础上， 调取工艺数据库中的喷涂模板对应索引的 喷涂轨迹。 8.根据权利要求1所述的一种基于点云处理 的机器人自动喷涂方法， 其特征在于， 所述 喷漆参数与姿态调整过程是在完成对齐变换的基础上， 调取工艺数据库中的喷涂模板对应 索引的喷漆参数与机器人运动参数， 并下发到六轴机器人， 使其完成喷枪姿态调整。 9.根据权利要求3所述的一种基于点云处理 的机器人自动喷涂方法， 其特征在于， 所述 法线计算是为了计算喷涂点， 该过程需要进 行判断操作， 如果合格继续进 行下一步处理， 否 则， 结束预处理与模板制作过程； 所述基于boundingbox方法提取喷涂轨迹过程是在完成自 由曲面点云预处理的基础上， 计算点云主方向、 计算分割区间、 分割 得到点云序列、 对点云 序列进行轨迹点提取、 轨迹点冗余优化、 得到喷涂轨迹， 最 终与预处理后的点云共同组成喷 涂模板。 10.根据权利要求9所述的一种基于点云处理的机器人自动喷涂方法， 其特征在于， 所 述喷涂模板需要进 行判断操作， 如果合格继续进 行下一步处理， 否则， 结束预 处理与模板制 作过程； 所述轨迹点冗余优化需要进行判断操作， 如果合格继续进行下一步处理， 否则， 结权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115283172 A 2束预处理与模板制作过程。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115283172 A 3