CN111230883A - 爬行焊接机器人返程方法、装置、机器人及储存介质 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种爬行焊接机器人返程方法、装置、机器人及储存介质。该方法包括：当爬行焊接机器人进行焊接时，通过预设图像传感器获取预设方位的图像；其中，焊缝终点处设置有返程标识物；判断所述预设方位的图像中的图形是否为预设图形；当所述预设方位的图像中的图形为所述预设图形时，控制所述爬行焊接机器人按照预设路线返程。本发明实施例的技术方案，可以自动控制爬行焊接机器人返程，减少了工程人员的人为控制操作。

Description

爬行焊接机器人返程方法、装置、机器人及储存介质
技术领域
本发明实施例涉及测控技术，尤其涉及一种爬行焊接机器人返程方法、装置、机器人及储存介质。
背景技术
无轨导全位置爬行式焊接机器人是国内外首次研制出的，能够在大范围内，全位置爬行的轮履复合式爬行机构。爬行式焊接机器人可以在垂直或弯曲的金属板上自己寻找焊缝，自主计算焊缝中央位置，最后完成精确的焊接。
现有技术中，爬行式焊接机器人在焊接过程中仍然存在一定的人工干预过程，例如，对于较厚的焊接母材来说，需要进行多层多道的焊接方式。整个焊接过程分为打底、填充和盖面等多道焊接工序。爬行焊接机器人需要从焊接工件的起始位置到终点位置之间多次地往返爬行。以往都是通过人工观察的手段，手动控制爬行机在焊接终点位置停止向前爬行，再手动控制爬行机在非焊接情况下，返回到焊接的起始位置。但增加了工程人员操作流程和带入了人为干扰因素，造成焊接效率和焊接质量的降低。
发明内容
本发明实施例提供一种爬行焊接机器人返程方法、装置、机器人及储存介质，以实现自动控制爬行焊接机器人返程，减少工程人员的人为控制操作。
第一方面，本发明实施例提供了一种爬行焊接机器人返程方法，包括：
当爬行焊接机器人进行焊接时，通过预设图像传感器获取预设方位的图像；其中，焊缝终点处设置有返程标识物；
判断所述预设方位的图像中的图形是否为预设图形；
当所述预设方位的图像中的图形为所述预设图形时，控制所述爬行焊接机器人按照预设路线返程。
第二方面，本发明实施例还提供了一种爬行焊接机器人返程装置，该装置包括：
图像获取模块，用于当爬行焊接机器人进行焊接时，通过预设图像传感器获取预设方位的图像；其中，焊缝终点处设置有返程标识物；
预设图形判断模块，用于判断所述预设方位的图像中的图形是否为预设图形；
返程控制模块，用于当所述预设方位的图像中的图形为所述预设图形时，控制所述爬行焊接机器人按照预设路线返程。
第三方面，本发明实施例还提供了一种爬行焊接机器人，所述爬行焊接机器人包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明任意实施例所提供的爬行焊接机器人返程方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如本发明任意实施例所提供的爬行焊接机器人返程方法。
本发明实施例通过视觉传感识别焊接终点位置，控制焊接机器人返程，解决人为控制返程操作造成焊接效率和焊接质量的降低的问题，实现减少工程人员的人为控制操作，提高焊接效率和焊接质量的效果。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种爬行焊接机器人返程方法的流程图；
图2A是本发明实施例二中的一种爬行焊接机器人返程方法的流程图；
图2B是本发明实施例二中的收弧板的结构示意图；
图3A是本发明实施例三中的一种爬行焊接机器人返程方法的流程图；
图3B是本发明实施例三中的标靶的结构示意图；
图4是本发明实施例四中的一种爬行焊接机器人返程装置的结构示意图；
图5是本发明实施例五中的一种爬行焊接机器人的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种爬行焊接机器人返程方法的流程图，本实施例可适用于爬行焊接机器人进行焊接时，抵达焊缝终点需要返回起点的情况，该方法可以由爬行焊接机器人返程装置来执行，该装置可以由硬件和/或软件来实现，并一般可以集成在爬行焊接机器人中，该方法具体包括如下步骤：
步骤110、当爬行焊接机器人进行焊接时，通过预设图像传感器获取预设方位的图像。
其中，焊缝终点处设置有返程标识物。爬行焊接机器人在进行焊接工作时，通过视觉识别技术确定焊缝位置自动沿着焊缝爬行并完成焊接，配置有激光跟踪装置。爬行焊接机器人上配置的预设图像传感器可以是激光跟踪装置中包括的图像传感器，还可以是爬行焊接机器人上配置的图像传感器，用来获取爬行焊接机器人前方的图像来识别焊接终点。通过爬行焊接机器人上配置的预设图像传感器获取位于爬行焊接机器人预设方位的图像，例如爬行机器人行进方向的前方视角的图像或者爬行焊接机器人前端下方的焊缝区域的图像，在焊缝终点处设置返程标识物，在爬行焊接机器人行进过程中，获取到的图像中可以包括返程标识物区域的图形，当到达终点时，通过视觉识别技术提取预设方位的图像中的图形作为判断到达终点的依据。
步骤120、判断预设方位的图像中的图形是否为预设图形。
其中，根据设置在焊缝终点处的返程标识物的特征来确定预设图形，当从预设方位的图像中通过视觉识别得到特征图形并与预设图形进行对比，确定当前预设方位的图像中是否为预设图形。示例的，返程标识物上设置有预设尺寸的某种规则图形，当爬行焊接机器人到达焊接终点时，由预设图像传感器获取的图像中应该有该种规则图形并且尺寸达到预设值。当识别出预设方位的图像中存在该种规则图形，且该种规则图形在预设方位的图像中的尺寸达到预设值，则确定预设方位的图像中的图形为预设图形，否则确定预设方位的图像中的图形非预设图形。
步骤130、当预设方位的图像中的图形为预设图形时，控制爬行焊接机器人按照预设路线返程。
其中，当爬行焊接机器人到达焊缝终点，并完成本道焊接时，就要返回焊接起点。如果预设方位的图像中的图形为预设图形，表明当前爬行焊接机器人已经到达焊接终点，此时可以控制爬行焊接机器人停止焊接，并按照预设路线返程。通常来说，预设路线可以是跟踪焊缝返回焊接时的起点，也可以是其他预先设定的位置。
本实施例的技术方案，通过视觉传感识别焊接终点位置，控制焊接机器人返程，解决人为控制返程操作造成焊接效率和焊接质量的降低的问题，实现减少工程人员的人为控制操作，提高焊接效率和焊接质量的效果。
实施例二
图2A为本发明实施例二提供的一种爬行焊接机器人返程方法的流程图，本实施例在上述技术方案的基础上进一步细化，对于返程标识物为收弧板时，爬行焊接机器人返程方法具体包括：
步骤210、当母材的焊缝终点处设置有收弧板时，通过激光跟踪装置中的图像传感器获取激光射线照射区域的图像；
其中，收弧板上开设有长度小于收弧板的长度的坡口，坡口与母材的焊缝参数相同，并与母材的焊缝对齐。图2B示出了收弧板的结构示意图，收弧板上预先开设与待焊接母材焊缝坡口参数一致的坡口，将收弧板上的坡口与母材的焊缝对齐，并与母材固定连接，但开设的坡口长度不超过收弧板长度，也就是收弧板可以分为坡口开设段和平面段两部分。对于现有的爬行焊接机器人，激光跟踪装置中的图像传感器用于获取爬行焊接机器人前端下方的焊缝区域的图像，激光跟踪装置中的线激光会射在焊缝区域并与焊缝成预设角度，由于焊缝坡口的存在，线激光会在坡口边缘呈现两个拐点，当爬行焊接机器人行进到收弧板上时，线激光会照射到收弧板上开设的坡口，此时激光仍然呈现两个拐点，在爬行焊接机器人继续行进后，线激光会照射到收弧板上端平面的部分，此时，线激光会呈直线。
步骤220、判断激光射线照射区域的图像中的激光射线的形状是否为直线。
其中，通过视觉识别技术对激光射线的形状进行判断，当激光射线没有拐点时，即可判断激光射线的形状为直线。
步骤230、当激光射线的形状为直线时，控制爬行焊接机器人按照预设路线返程。
其中，图像传感器获取的是一帧一帧的图像，当某一帧图像中激光射线的形状为直线，累加计算图像帧数。当激光射线的形状为直线的图像总帧数超过阈值时，控制爬行焊接机器人按照预设路线返程。在爬行焊接机器人从焊接起点到焊接终点进行正向焊接过程中，保存爬行机左右轮的速度信息和姿态信息。控制爬行焊接机器人返程，则根据所保存的速度信息和姿态信息，以时间逆序的顺序，控制爬行机逆向返回焊接起点。当所有速度信息和姿态信息控制指令全部执行完毕，即爬行焊接机器人已经返回焊接起点。
本实施例的技术方案，通过设置具有坡口开设段和平面段的收弧板，根据激光跟踪装置中线激光的形状判断是否控制爬行焊接机器人返程，实现自动控制焊接机器人返程。
实施例三
图3A为本发明实施例三提供的一种爬行焊接机器人返程方法的流程图，本实施例在上述技术方案的基础上进一步细化，对于返程标识物为标靶时，爬行焊接机器人返程方法具体包括：
步骤310、当母材的焊缝终点处设置有标靶时，通过单目摄像头获取位于爬行焊接机器人前方的图像。
其中，如图3B所示，标靶表面设置有两个高度相等的且颜色异于标靶表面颜色的相同圆形图案，两个圆形图案圆心相距预设距离，标靶设置为与焊缝垂直。可选的，标靶颜色为白色，两个圆形图案为黑色。由于标靶设置为与焊缝垂直，所以爬行焊接机器人前端设置的单目摄像头获取到的爬行焊接机器人前方的图像中可以包含标靶。示例的，焊缝为直线时，单目摄像头获取到的爬行焊接机器人前方的图像中会包含标靶，随着爬行焊接机器人的行进，爬行焊接机器人与标靶距离逐渐缩小，而标靶在图像中占据的面积也会逐渐增大。
步骤320、判断爬行焊接机器人前方的图像中两个圆形图案的圆心距离是否为预设值。
其中，通过视觉识别技术在图像中提取圆形图案的图形，并确定圆形图案的圆心，进而确定在当前图像中的两个圆心的距离，由于单目摄像头的参数是预先确定的，标靶中两个圆形图案的圆心距离也是预先确定的，那么图像中的两个圆心的距离可以转换为爬行焊接机器人与标靶之间的距离。那么就将爬行焊接机器人到达焊缝终点时，在图像中两个圆形图案的圆心距离作为预设值。
步骤330、当爬行焊接机器人前方的图像中两个圆形图案的圆心距离达到预设值时，控制爬行焊接机器人按照预设路线返程。
其中，在图像中两个圆形图案的圆心距离达到预设值时，表明当前爬行焊接机器人到达焊接终点，控制爬行焊接机器人按照预设路线返程。
本实施例的技术方案，通过设置与焊缝垂直的标靶，根据识别到的图像中图形间距离确定爬行焊接机器人的位置，进而在爬行焊接机器人到达终点时控制爬行焊接机器人返程，实现自动控制焊接机器人返程。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的一种爬行焊接机器人返程装置的结构示意图，本实施例提供的爬行焊接机器人返程装置，包括：
图像获取模块410，用于当爬行焊接机器人进行焊接时，通过预设图像传感器获取预设方位的图像；其中，焊缝终点处设置有返程标识物；
预设图形判断模块420，用于判断预设方位的图像中的图形是否为预设图形；
返程控制模块430，用于当预设方位的图像中的图形为预设图形时，控制爬行焊接机器人按照预设路线返程。
本实施例的技术方案，通过视觉传感识别焊接终点位置，控制焊接机器人返程，解决人为控制返程操作造成焊接效率和焊接质量的降低的问题，实现减少工程人员的人为控制操作，提高焊接效率和焊接质量的效果。
可选的，图像获取模块410，包括：
第一图像单元，用于当母材的焊缝终点处设置有收弧板时，通过激光跟踪装置中的图像传感器获取激光射线照射区域的图像；其中，收弧板上开设有长度小于收弧板的长度的坡口，坡口与母材的焊缝参数相同，并与母材的焊缝对齐。
可选的，预设图形判断模块420，包括：
激光射线形状判断单元，用于判断激光射线照射区域的图像中的激光射线的形状是否为直线。
可选的，返程控制模块430，包括：
第一返程单元，用于当激光射线的形状为直线时，控制爬行焊接机器人按照预设路线返程。
可选的，图像获取模块410，包括：
第二图像单元，用于当母材的焊缝终点处设置有标靶时，通过单目摄像头获取位于爬行焊接机器人前方的图像；其中，标靶表面设置有两个高度相等的且颜色异于标靶表面颜色的相同圆形图案，两个圆形图案圆心相距预设距离，标靶设置为与焊缝垂直。
可选的，预设图形判断模块420，包括：
圆心距离判断单元，用于判断爬行焊接机器人前方的图像中两个圆形图案的圆心距离是否为预设值。
可选的，返程控制模块430，包括：
第二返程单元，用于当爬行焊接机器人前方的图像中两个圆形图案的圆心距离达到预设值时，控制爬行焊接机器人按照预设路线返程。
本发明实施例所提供的爬行焊接机器人返程装置可执行本发明任意实施例所提供的爬行焊接机器人返程方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例五
图5为本发明实施例五提供的一种爬行焊接机器人的结构示意图，如图5所示，该爬行焊接机器人包括处理器510、存储器520、图像传感器530和爬行机540；爬行焊接机器人中处理器510的数量可以是一个或多个，图5中以一个处理器510为例；爬行焊接机器人中的处理器510、存储器520、图像传感器530和爬行机540可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
存储器520作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的爬行焊接机器人返程方法对应的程序指令/模块(例如，爬行焊接机器人返程装置中的图像获取模块410、预设图形判断模块420和返程控制模块430)。处理器510通过运行存储在存储器520中的软件程序、指令以及模块，从而执行爬行焊接机器人的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的爬行焊接机器人返程方法。
存储器520可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器520可进一步包括相对于处理器510远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至爬行焊接机器人。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
图像传感器530用于获取爬行焊接机器人预设方位的图像。爬行机540用于带动爬行焊接机器人移动。
实施例六
本发明实施例六还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种爬行焊接机器人返程方法，包括：
当爬行焊接机器人进行焊接时，通过预设图像传感器获取预设方位的图像；其中，焊缝终点处设置有返程标识物；
判断所述预设方位的图像中的图形是否为预设图形；
当所述预设方位的图像中的图形为所述预设图形时，控制所述爬行焊接机器人按照预设路线返程。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的爬行焊接机器人返程方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述爬行焊接机器人返程装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种爬行焊接机器人返程方法，其特征在于，包括：
当爬行焊接机器人进行焊接时，通过预设图像传感器获取预设方位的图像；其中，焊缝终点处设置有返程标识物；
判断所述预设方位的图像中的图形是否为预设图形；
当所述预设方位的图像中的图形为所述预设图形时，控制所述爬行焊接机器人按照预设路线返程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过预设图像传感器获取预设方位的图像，包括：
当母材的焊缝终点处设置有收弧板时，通过激光跟踪装置中的图像传感器获取激光射线照射区域的图像；其中，所述收弧板上开设有长度小于所述收弧板的长度的坡口，所述坡口与所述母材的焊缝参数相同，并与所述母材的焊缝对齐。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述判断所述预设方位的图像中的图形是否为预设图形，包括：
判断所述激光射线照射区域的图像中的激光射线的形状是否为直线。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述当所述预设方位的图像中的图形为所述预设图形时，控制所述爬行焊接机器人按照预设路线返程，包括：
当所述激光射线的形状为直线时，控制所述爬行焊接机器人按照预设路线返程。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过预设图像传感器获取预设方位的图像，包括：
当母材的焊缝终点处设置有标靶时，通过单目摄像头获取位于爬行焊接机器人前方的图像；其中，所述标靶表面设置有两个高度相等的且颜色异于标靶表面颜色的相同圆形图案，两个所述圆形图案圆心相距预设距离，所述标靶设置为与焊缝垂直。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述判断所述预设方位的图像中的图形是否为预设图形，包括：
判断所述爬行焊接机器人前方的图像中两个所述圆形图案的圆心距离是否为预设值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述当所述预设方位的图像中的图形为所述预设图形时，控制所述爬行焊接机器人按照预设路线返程，包括：
当所述爬行焊接机器人前方的图像中两个所述圆形图案的圆心距离达到预设值时，控制所述爬行焊接机器人按照预设路线返程。
8.一种爬行焊接机器人返程装置，其特征在于，包括：
图像获取模块，用于当爬行焊接机器人进行焊接时，通过预设图像传感器获取预设方位的图像；其中，焊缝终点处设置有返程标识物；
预设图形判断模块，用于判断所述预设方位的图像中的图形是否为预设图形；
返程控制模块，用于当所述预设方位的图像中的图形为所述预设图形时，控制所述爬行焊接机器人按照预设路线返程。
9.一种爬行焊接机器人，其特征在于，所述爬行焊接机器人包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的爬行焊接机器人返程方法。
10.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-7中任一所述的爬行焊接机器人返程方法。
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