基于“一字”线结构光扫描的鞋底轨迹自动生成技术科研项目申报书

基于“一字”线结构光扫描的鞋底轨迹自动生成技术科研项目申报书内容摘要：

STL 文件自动生成涂胶轨迹； 2）利用 3D 视觉系统 Kinect 获得的场景深度信息提取工作空间中的鞋底 3D 信息，在此基础上计算鞋底轮廓并获得真实鞋底的位置和姿态； 3）结合以上信息利用机器人的逆运动学控制机器人实现鞋底的自动涂胶。 系统有机地结合鞋底的 CAD 模型和视觉伺服技术，能自动地获得鞋底的涂胶轨迹，缺点是利用 Kinect 获得鞋底三维信息并不很准确，因此会影响鞋底的定位精度。 基于 CAD 模型提取鞋底涂胶轨迹的方法简单，易于实现。 但提取的轨迹所参考的坐标系 很难同机器人的坐标系相对应，另外鞋底的 CAD 模型在很多时候并未给定，且由于加工工艺的原因，真实鞋底同其 CAD 模型之间也存在一定的偏差，导致提取的轨迹相对 8 于真实的鞋底存在明显误差。 这些都限制了基于 CAD 模型提取涂胶轨迹方法在实际生产中的应用。 文献 [35]提出的基于线结构光扫描鞋底提取涂胶轨迹的方法较好地解决了上述问题，但是它生成的轨迹曲线不能保证完全落在鞋帮底面，另外也没有考虑轨迹曲线上目标操作点的方向的计算。 针对文献 [5]的缺点，本课题组成员在前期的研究中充分利用线结构光扫描得到的鞋底点云数据，成功地解决了 该问题 [6]。 参考文献 1. 左力 , 江洪道 , 张运梅 , 等 . 鞋大底自动点胶机 [P]. 中国 : CN 1505997A, 2020. 2. DongSoo Kwon, SeKyong Song. A method for generating a cementing trajectory of a shoe sole[P].UK: A43D1/08, 2020. 3. Kim, J. Y. CADbased automated robot programming in adhesive spray systems for shoe outsoles and uppers[J]. Journal of Robotic Systems, 2020, 21 (11): 625634. 4. Hu, Zhongxu, Robert Bicker, Paul Taylor, et al. Computer vision for shoe upper profile measurement via upper and sole conformal matching[J]. Optics and Lasers in Engineering, 2020, 45 (1): 183190. 5. 陳振中．基於影像伺服之移動鞋子追蹤自動塗膠 [D]．臺北：國立台灣科技大學，2020． 6. 武传宇 , 贺磊盈 , 李秦川 , 等 .鞋底曲面数据提取与喷胶轨迹的自动生成方法[J]. 机械工程学报 , 2020, 44(8): 8589, 96. 9 三 主要研发内容 (1) 涂胶生产线试验平台的搭建 整套生产线设备包括输送带、线结构光扫描装置和鞋底检测装置。 (2) 一字线结构光扫描技术研究 线结构光的标定：摄像机的标定、结构光平面的标定和输送带运动方向的标定； 激光光条图像的采集和光条中心的提取； 光条中心线三维坐标的恢复。 (3) 三维涂胶轨迹自动生成技术研究 鞋底轮廓线的生成； 鞋底曲面拟合； 涂胶轨迹曲线的生成； 轨迹点的方向计算； 10 四 技术路线 系统的关键技术是利用线结构光扫描技术自动生成 鞋底 涂胶轨迹 ，重点在于光条中心的提取和涂胶轨迹的生成 ，其流程如 图 11 所示： 光条图像 采集 光条中心提取 光条中心三维坐标转换 开始 对象移入扫描区域 对象移出扫描区域 是 否 是 否 标定数据 鞋底轮廓线提取 鞋底曲面拟合 鞋底涂胶轨迹的生成 轨迹点的方向计算 结束 线结构光的扫描 涂胶轨迹的生成 11 光条中心提取。