CN112001935A - 基于激光扫描的t型焊缝打磨方法、系统、介质及终端 - Google Patents

基于激光扫描的t型焊缝打磨方法、系统、介质及终端 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于激光扫描的T型焊缝打磨方法、系统、介质及终端；所述方法包括以下步骤：获取激光传感器对T型焊缝进行移动扫描采集的第一扫描数据；对第一扫描数据进行预处理，获取第二扫描数据；根据第二扫描数据，定位输出对应T型焊缝的焊缝位置；基于焊缝位置，计算T型焊缝的打磨角度，以根据打磨角度和焊缝位置实现对T型焊缝的打磨；本发明使得打磨位置更加精准，误差更小，根据传感器的基本参数以及经过一些测试后可以保证求得的凸点位置定位精度在0.5mm以内，精度上比人工打磨有了更好的保障；同时，打磨的速度也得到有效提升，提高了焊缝打磨的效率。

Description

基于激光扫描的T型焊缝打磨方法、系统、介质及终端
技术领域
本发明涉及焊接领域，特别是一种基于激光扫描的T型焊缝打磨方法、系统、介质及终端。
背景技术
对于焊接工件比如T型封口焊，要想将焊缝打磨掉的话，现有的常规方法就是操控工程师通过观察工件被打磨的过程来矫正切削的位置和给进方向，然后给出相关指令操控机器人操控打磨工具来打磨焊缝。
上述方法存在以下缺陷：
(1)效率低下；依靠人工观察来矫正方向太费时间与精力，现场同一个架构上有许多相似的工件，全部通过人工打磨完需要太多时间。
(2)打磨精度不准确；由于在打磨的时候会激起火花，既有一定危险性，人也无法近距离观察到打磨到什么程度，因此打磨效果差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于激光扫描的T型焊缝打磨方法、系统、介质及终端，用于解决现有技术中人工打磨存在效率低、打磨质量差的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于激光扫描的T型焊缝打磨方法，包括以下步骤：利用激光传感器对T型焊缝进行移动扫描并采集第一扫描数据；对所述第一扫描数据进行预处理，获取第二扫描数据；根据所述第二扫描数据，定位输出对应所述T型焊缝的焊缝位置；基于所述焊缝位置，计算所述T型焊缝的打磨角度，根据所述打磨角度和所述焊缝位置实现对所述T型焊缝的打磨。
于本发明的一实施例中，对所述第一扫描数据进行预处理采用以下任意一种或两种以上方式的组合：数据进位处理、线性插值处理、轮廓筛选处理、边界补值处理、范围截取处理及中值滤波处理。
于本发明的一实施例中，所述焊缝位置包括焊缝凸点和焊缝轮廓；根据所述第二扫描数据，定位输出对应所述T型焊缝的焊缝位置包括以下步骤：根据所述第二扫描数据，提取所述T型焊缝的梯度特征；根据所述梯度特征确定目标拐点；基于所述目标拐点确定所述焊缝凸点及所述焊缝轮廓。
于本发明的一实施例中，采用卷积核的方式提取所述梯度特征；提取所述梯度特征的计算公式为：
Figure BDA0002604924560000021
Figure BDA0002604924560000022
Figure BDA0002604924560000023
其中，Z(x)表示所述第二扫描数据，自变量是x，因变量是Z；G(x)是一维卷积核，大小为预设值NG；Z(1)(x)表示卷积完提取的一阶导梯度特征；Z(2)(x)表示卷积完提取的二阶导梯度特征，作为所述梯度特征。
于本发明的一实施例中，根据所述梯度特征确定目标拐点包括以下步骤：根据所述梯度特征确定拐点；计算相邻所述拐点之间的距离，以根据所述距离确定所述目标拐点。
于本发明的一实施例中，基于所述目标拐点确定所述焊缝凸点及所述焊缝轮廓包括以下步骤：根据所述一阶导梯度特征及确定的所述目标拐点进行阈值检测，以确定并输出所述焊缝凸点；对所述T型焊缝的所有待确定轮廓进行遍历，以根据所述目标拐点判断所述待确定轮廓是否可作为所述焊缝轮廓。
于本发明的一实施例中，根据所述目标拐点判断所述待确定轮廓是否可作为所述焊缝轮廓的判断条件包括：在所述待确定轮廓上是否能找到所述目标拐点；在相邻两个所述目标拐点之间，对应的所述一阶导梯度特征的最大值是否大于第一预设阈值，且对应的所述一阶导梯度特征的最小值是否小于所述第一预设阈值的负值；相邻两个所述目标拐点之间的长度是否大于第二预设阈值；只有同时满足上述判断条件的待确定轮廓才能作为所述焊缝轮廓。
本发明提供一种基于激光扫描的T型焊缝打磨系统，包括：获取模块、处理模块、定位模块及计算模块；所述获取模块用于获取激光传感器对T型焊缝进行移动扫描采集的第一扫描数据；所述处理模块用于对所述第一扫描数据进行预处理，获取第二扫描数据；所述定位模块用于根据所述第二扫描数据，定位输出对应所述T型焊缝的焊缝位置；所述计算模块用于基于所述焊缝位置，计算所述T型焊缝的打磨角度，以根据所述打磨角度和所述焊缝位置实现对所述T型焊缝的打磨。
本发明提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法。
本发明提供一种终端，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行上述的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法。
如上所述，本发明所述的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法、系统、介质及终端，具有以下有益效果：
与现有技术相比，使得打磨位置更加精准，误差更小，根据传感器的基本参数以及经过一些测试后可以保证求得的凸点位置定位精度在0.5mm以内，精度上比人工打磨有了更好的保障；同时，打磨的速度也得到有效提升，提高了焊缝打磨的效率。
附图说明
图1显示为本发明的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法于一实施例中的流程图。
图2显示为本发明的基于激光扫描的T型焊缝打磨系统于一实施例中的结构示意图。
图3显示为本发明的终端于一实施例中的结构示意图。
图4显示为本发明的T型焊缝于一实施例中的轮廓图。
图5显示为本发明的第一扫描数据于一实施例中的结构示意图。
图6显示为本发明的第二扫描数据于一实施例中的结构示意图。
图7显示为本发明的T型焊缝于一实施例中的侧视图。
图8至图11分别显示为本发明的T型焊缝的四组轮廓于一实施例中的正视图。
图12显示为本发明的二阶导梯度特征于一实施例中的结构示意图。
图13显示为本发明的T型焊缝于一实施例中的效果图。
图14显示为本发明的计算打磨角度于一实施例中的结构示意图。
标号说明
21 获取模块
22 处理模块
23 定位模块
24 计算模块
31 处理器
32 存储器
S1～S4 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法、系统、介质及终端，与现有技术相比，使得打磨位置更加精准，误差更小，根据传感器的基本参数以及经过一些测试后可以保证求得的凸点位置定位精度在0.5mm以内，精度上比人工打磨有了更好的保障；同时，打磨的速度也得到有效提升，提高了焊缝打磨的效率。
如图1所示，于一实施例中，本发明的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法包括以下步骤：
步骤S1、获取激光传感器对T型焊缝进行移动扫描采集的第一扫描数据。
具体地，通过机器人带着激光传感器对T型焊缝进行移动扫描，采集到的数据作为该第一扫描数据。
步骤S2、对所述第一扫描数据进行预处理，获取第二扫描数据。
需要说明的是，由于激光传感器扫描出来的数据本身会有一些问题，如果直接接入对该第一扫描数据进行后续的处理，最终会得到错误的结果，而激光传感器采集到的数据主要存在以下两个问题：
(1)每帧采集到的数据理论上x坐标是间隔0.1，但是由于现场本身工件反光的原因，导致得到的数据中间可能会有缺失，而且会少量没有进位到0.1位上的数值，这样一来对后续算法会有很大的影响。
(2)由于有些焊缝处在工件边缘位置，所以前面可能存在部分帧数扫描出来的数据为空或者很少的情况，如果直接套用后面的算法将会产生错误。
于一实施例中，对所述第一扫描数据进行预处理采用以下任意一种或几种方式的组合：数据进位处理、线性插值处理、轮廓筛选处理、边界补值处理、范围截取处理及中值滤波处理。
需要说明的是，对第一扫描数据的预处理操作不限于上述列举的方式；其中，数据进位处理是指针对于数据没有进位到0.1位的情况，首先需要将所有的数据进位到0.1位，进位的原则是就近原则，四舍五入；线性插值处理是指针对于数据会有缺失的情况，需要对数据进行线性插值，保证x坐标从头到尾间隔0.1都有数据；轮廓筛选处理是指由于使用激光传感器扫描处于边界位置的T型焊缝时，得到的数据中前面几帧数据会有空缺情况或者得到的Z-X数据非常少量，那么可以只筛选数据有一定量的轮廓，筛选的条件是根据数据量的最大的轮廓来做选择，用它的X坐标个数乘上一个百分比λ(取λ＝20％)得到基准阈值，X坐标个数大于此阈值的序号轮廓保留下来，小于此阈值的话筛选掉，不进行后续处理；所述边界补值处理是指由于少量的焊缝旁边没有工件，导致扫描得到的数据中焊缝周围的数据有缺失，而后面的数据处理中需要一定范围的卷积操作来提取特征，因此在这里需要做一个边界补值；范围截取处理是指根据所给工件的宽度来截取中心点左右两边一定范围，以去除旁边高物或者低谷的干扰；中值滤波处理是指使用中值滤波去除小噪声的干扰。
步骤S3、根据所述第二扫描数据，定位输出对应所述T型焊缝的焊缝位置。
需要说明的是，所述焊缝位置包括焊缝凸点和焊缝轮廓。
于一实施例中，根据所述第二扫描数据，定位输出对应所述T型焊缝的焊缝位置包括以下步骤：
步骤S31、根据所述第二扫描数据，提取所述T型焊缝的梯度特征。
于一实施例中，采用卷积核的方式提取所述梯度特征。
需要说明的是，通过求梯度来表征Z随着X变化大小的程度，但是由于采集的数据间隔0.1过小，采用普通的求离散数据的差分效果并不非常突出，所以采用了间隔较大的前后差分方式来提取“梯度”特征，相当于一个有一定大小的卷积核来遍历数据做卷积操作。
具体地，提取所述梯度特征的计算公式为：
Figure BDA0002604924560000051
Figure BDA0002604924560000052
Figure BDA0002604924560000061
其中，Z(x)表示所述第二扫描数据，自变量是x，因变量是Z；G(x)是一维卷积核，大小为预设值NG(一般取50)；Z(1)(x)表示卷积完提取的一阶导梯度特征(一阶导“梯度”)；Z(2)(x)表示卷积完提取的二阶导梯度特征，作为所述梯度特征，是对一阶导做卷积操作，得到的二阶导“梯度”。
步骤S32、根据所述梯度特征确定目标拐点。
需要说明的是，离散数据大多数没有正好等于0的点，但是显然有想要的拐点，不能以判断是否为0的条件来寻找拐点；真正想要的拐点是两个凸点周围附近的范围内，但是如果常规找拐点的方式会找到许多拐点，因此需要有更多的条件筛选出真正要寻找的拐点。
于一实施例中，根据所述梯度特征确定目标拐点包括以下步骤：
步骤S321、根据所述梯度特征确定拐点。
具体地，基于步骤S31获取的二阶导“梯度”，找到满足前一个点{xi,Z(xi)}和后一个点{xi+1,Z(xi+1)}的二阶导数值乘积小于等于0的点，将后面一个点{xi+1,Z(xi+1)}记录下来，将所有满足这样条件的点都记录下来，即为确定的拐点。
步骤S322、计算相邻所述拐点之间的距离，以根据所述距离确定所述目标拐点。
具体地，对经步骤S321获取的所有的拐点，计算所有相邻两点的距离全部算出来，只有满足距离大于卷积核的长度(NG＝50)且前一个点的Z(xi)＞0和Z(xi+1)≤0这样三个条件的情况才是焊缝凸点附近周围的目标拐点。
需要说明的是，经步骤S322后筛选出来的左右一对点算一组的话，只有少量的组被筛选出来，但是至少有两组，分别对应的就是左边凸点和右边凸点的大致范围，接着将第一组的第一个点{x1,Z(x1)}和最后一组的最后一个点{x2,Z(x2)}来做一个大致的截取范围，这样找到的点即为该目标拐点。
步骤S33、基于所述目标拐点确定所述焊缝凸点及所述焊缝轮廓。
于一实施例中，基于所述目标拐点确定所述焊缝凸点及所述焊缝轮廓包括以下步骤：
步骤S331、根据所述一阶导梯度特征及确定的所述目标拐点进行阈值检测，以确定并输出所述焊缝凸点。
需要说明的是，经步骤S22获取两个目标拐点{x1,Z(x1)}和{x2,Z(x2)}，接着在x1＜x＜x2范围内通过“一阶导”梯度的信息来输出凸点；具体地，寻找第一个Z(1)(x)＞threshold(1)的点作为最后输出要求的左边凸点{xA,Z(xA)}，最后一个Z(1)(x)＜-threshold(1)的点作为最后输出要求的右边凸点{xB,Z(xB)}。
需要说明的是，threshold(1)为第一预设阈值，threshold(1)的意义就是一阶导阈值，大于此阈值的代表变化达到满足了凸点位置的情况，而小于相反数的话则正好相反，对T型焊缝一般取threshold(1)＝1。
步骤S332、对所述T型焊缝的所有待确定轮廓进行遍历，以根据所述目标拐点判断所述待确定轮廓是否可作为所述焊缝轮廓；若满足了条件，说明此轮廓还处在T型工件上，并且找到了凸点；若遍历到某个轮廓不满足条件，则说明找不到凸点，也就代表了已经此轮廓不在工件上了。
于一实施例中，根据所述目标拐点判断所述待确定轮廓是否可作为所述焊缝轮廓的判断条件包括：
(1)在所述待确定轮廓上是否能找到所述目标拐点。
具体地，判断两个拐点{x1,Z(x1)}和{x2,Z(x2)}是否能找到。
(2)在相邻两个所述目标拐点之间，对应的所述一阶导梯度特征的最大值是否大于第一预设阈值，且对应的所述一阶导梯度特征的最小值是否小于所述第一预设阈值的负值。
具体地，在x1＜x＜x2的范围内的最大一阶导梯度max{Z(1)(x)}＞threshold(1)，而最小一阶导梯度min{Z(1)(x)}＜-threshold(1)。
(3)相邻两个所述目标拐点之间的长度是否大于第二预设阈值。
具体地，检测到的两边的拐点长度要有一定范围，即x2-x1＞threshold(2)(第二预设阈值)。
需要说明的是，只有同时满足上述3个判断条件的待确定轮廓才能作为所述焊缝轮廓；只要上述3个条件有一个不满足了，就认定已经到焊头位置轮廓的附近了，将上一个满足条件的轮廓序号Y＝Y1作为焊头位置的序号，以及利用检测凸点的算法将两个凸点找到即可。
进一步地，找到了焊头位置后，通过上述方法可再找出3组在T型焊缝工件上的左右两个凸点，而另外3组的轮廓序号分别在焊头位置的后面d、2d、3d的位置处，即Y＝Y1+d、Y＝Y1+2d、Y＝Y1+3d三个轮廓序号Y2、Y3、Y4。
步骤S4、基于所述焊缝位置，计算所述T型焊缝的打磨角度，以根据所述打磨角度和所述焊缝位置实现对所述T型焊缝的打磨。
具体地，经前述步骤S1～S3后，获取四组轮廓及其凸点位置后，计算出T型焊缝的打磨角度(法向量)，以使机器人根据该打磨角度和焊缝位置实现对T型焊缝的打磨。
需要说明的是，该基于激光扫描的T型焊缝打磨方法使用间隔式差分(卷积核)来提取二阶导“梯度”特征，再加上满足一定范围的阈值分割的方式来获取凸点大致范围，使得打磨位置更加精准，误差更小，根据传感器的基本参数以及经过一些测试后可以保证求得的凸点位置定位精度在0.5mm以内，精度上比人工打磨有了更好的保障；同时，打磨的速度也得到有效提升，提高了焊缝打磨的效率；所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
进一步地，该基于激光扫描的T型焊缝打磨方法还提高了焊缝打磨的速度，在激光传感器扫描完毕后检测速度主要取决于控制器的处理速度和扫描焊缝的长度，经现场CPU测试，检测时间普遍在2-5s之间(使用I7-8700控制器处理速度有50％左右速度提升)，短的焊缝时间短，长的焊缝时间长，基本上可以做到机器人在回复和换刀过程中完成检测。
需要说明的是，本发明所述的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法的保护范围不限于本实施例列举的步骤执行顺序，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实现的方案都包括在本发明的保护范围内。
如图2所示，于一实施例中，本发明的基于激光扫描的T型焊缝打磨系统包括获取模块21、处理模块22、定位模块23及计算模块24。
所述获取模块21用于获取激光传感器对T型焊缝进行移动扫描采集的第一扫描数据。
所述处理模块22用于对所述第一扫描数据进行预处理，获取第二扫描数据。
所述定位模块23用于根据所述第二扫描数据，定位输出对应所述T型焊缝的焊缝位置。
所述计算模块24用于基于所述焊缝位置，计算所述T型焊缝的打磨角度，以根据所述打磨角度和所述焊缝位置实现对所述T型焊缝的打磨。
需要说明的是，所述获取模块21、所述处理模块22、所述定位模块23及所述计算模块24的结构及原理与上述基于激光扫描的T型焊缝打磨方法中的步骤一一对应，故在此不再赘述。
需要说明的是，应理解以上系统的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，x模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述系统的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述系统的存储器中，由上述系统的某一个处理元件调用并执行以上x模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个数字信号处理器(Digital Singnal Processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。
本发明的存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法。所述存储介质包括：ROM、RAM、磁碟、U盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
如图3所示，本发明的终端包括处理器31及存储器32。
所述存储器32用于存储计算机程序；优选地，所述存储器32包括：ROM、RAM、磁碟、U盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
所述处理器31与所述存储器32相连，用于执行所述存储器32存储的计算机程序，以使所述终端执行上述的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法。
优选地，所述处理器31可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
需要说明的是，本发明的基于激光扫描的T型焊缝打磨系统可以实现本发明的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法，但本发明的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法的实现装置包括但不限于本实施例列举的基于激光扫描的T型焊缝打磨系统的结构，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的结构变形和替换，都包括在本发明的保护范围内。
下面通过具体实施例来进一步解释说明本发明的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法。
如图4至图14所示，于一实施例中，该基于激光扫描的T型焊缝打磨方法的具体工作原理如下：
首先，通过激光传感器扫描T型焊缝，获取第一扫描数据，如图5所示；经对第一扫描数据预处理后产生的第二扫描数据，如图6所示。
由图5和图6对比可知，经预处理后，x坐标都对整齐，且轮廓图去除了毛刺等等的干扰。
然后，根据第二扫描数据定位输出对应T型焊缝的焊缝位置，具体包括四组轮廓(对应图7中的Y1、Y2、Y3、Y4)及其凸点位置，具体分别如图8至图11所示。
需要说明的是，针对图8至图11中显示的四组轮廓的参数如下表1所示：
表1：四组轮廓参数
序号 A点坐标 B点坐标 左角度T<sub>L</sub> 右角度T<sub>R</sub>
Y<sub>1</sub> {x<sub>A1</sub>,Z(x<sub>A1</sub>)} {x<sub>B1</sub>,Z(x<sub>B1</sub>)} / /
Y<sub>2</sub> {x<sub>A2</sub>,Z(x<sub>A2</sub>)} {x<sub>B2</sub>,Z(x<sub>B2</sub>)} T<sub>L2</sub> T<sub>R2</sub>
Y<sub>3</sub> {x<sub>A3</sub>,Z(x<sub>A3</sub>)} {x<sub>B3</sub>,Z(x<sub>B3</sub>)} T<sub>L3</sub> T<sub>R3</sub>
Y<sub>4</sub> {x<sub>A4</sub>,Z(x<sub>A4</sub>)} {x<sub>B4</sub>,Z(x<sub>B4</sub>)} T<sub>L4</sub> T<sub>R4</sub>
如图12所示，真正的两个凸点所处的位置是图12中两侧边缘的点。
最后，根据获取的焊缝轮廓及对应的凸点位置，计算出T型焊缝的法向量，即为对应T型焊缝的打磨角度。
具体地，如图14所示，有了凸点坐标{xA,Z(xA)}和{xB,Z(xB)}后，两点确定直线，在此直线上高h0处(取h0＝5)的直线与轮廓交线，得到左右两个点{xD,Z(xD)}和{xC,Z(xC)}，对{xA,Z(xA)}和{xD,Z(xD)}两个点求出连线的法向量，与中线的夹角TL也就是打磨角度。同理，可得到{xB,Z(xB)}和{xC,Z(xC)}的打磨角度TR。
综上所述，本发明的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法、系统、介质及终端，与现有技术相比，使得打磨位置更加精准，误差更小，根据传感器的基本参数以及经过一些测试后可以保证求得的凸点位置定位精度在0.5mm以内，精度上比人工打磨有了更好的保障；同时，打磨的速度也得到有效提升，提高了焊缝打磨的效率；所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种基于激光扫描的T型焊缝打磨方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用激光传感器对T型焊缝进行移动扫描并采集第一扫描数据；
对所述第一扫描数据进行预处理，获取第二扫描数据；
根据所述第二扫描数据，定位输出对应所述T型焊缝的焊缝位置；
基于所述焊缝位置，计算所述T型焊缝的打磨角度，根据所述打磨角度和所述焊缝位置实现对所述T型焊缝的打磨。
2.根据权利要求1所述的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法，其特征在于，对所述第一扫描数据进行预处理采用以下任意一种或两种以上方式的组合：数据进位处理、线性插值处理、轮廓筛选处理、边界补值处理、范围截取处理及中值滤波处理。
3.根据权利要求1所述的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法，其特征在于，所述焊缝位置包括焊缝凸点和焊缝轮廓；根据所述第二扫描数据，定位输出对应所述T型焊缝的焊缝位置包括以下步骤：
根据所述第二扫描数据，提取所述T型焊缝的梯度特征；
根据所述梯度特征确定目标拐点；
基于所述目标拐点确定所述焊缝凸点及所述焊缝轮廓。
4.根据权利要求3所述的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法，其特征在于，采用卷积核的方式提取所述梯度特征；提取所述梯度特征的计算公式为：
Figure FDA0002604924550000011
Figure FDA0002604924550000012
Figure FDA0002604924550000013
其中，Z(x)表示所述第二扫描数据，自变量是x，因变量是Z；G(x)是一维卷积核，大小为预设值NG；Z(1)(x)表示卷积完提取的一阶导梯度特征；Z(2)(x)表示卷积完提取的二阶导梯度特征，作为所述梯度特征。
5.根据权利要求4所述的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法，其特征在于，根据所述梯度特征确定目标拐点包括以下步骤：
根据所述梯度特征确定拐点；
计算相邻所述拐点之间的距离，以根据所述距离确定所述目标拐点。
6.根据权利要求5所述的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法，其特征在于，基于所述目标拐点确定所述焊缝凸点及所述焊缝轮廓包括以下步骤：
根据所述一阶导梯度特征及确定的所述目标拐点进行阈值检测，以确定并输出所述焊缝凸点；
对所述T型焊缝的所有待确定轮廓进行遍历，以根据所述目标拐点判断所述待确定轮廓是否可作为所述焊缝轮廓。
7.根据权利要求6所述的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法，其特征在于，根据所述目标拐点判断所述待确定轮廓是否可作为所述焊缝轮廓的判断条件包括：
在所述待确定轮廓上是否能找到所述目标拐点；
在相邻两个所述目标拐点之间，对应的所述一阶导梯度特征的最大值是否大于第一预设阈值，且对应的所述一阶导梯度特征的最小值是否小于所述第一预设阈值的负值；
相邻两个所述目标拐点之间的长度是否大于第二预设阈值；
只有同时满足上述判断条件的待确定轮廓才能作为所述焊缝轮廓。
8.一种基于激光扫描的T型焊缝打磨系统，其特征在于，包括：获取模块、处理模块、定位模块及计算模块；
所述获取模块用于获取激光传感器对T型焊缝进行移动扫描采集的第一扫描数据；
所述处理模块用于对所述第一扫描数据进行预处理，获取第二扫描数据；
所述定位模块用于根据所述第二扫描数据，定位输出对应所述T型焊缝的焊缝位置；
所述计算模块用于基于所述焊缝位置，计算所述T型焊缝的打磨角度，以根据所述打磨角度和所述焊缝位置实现对所述T型焊缝的打磨。
9.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法。
10.一种终端，其特征在于，包括：处理器及存储器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行权利要求1至7中任一项所述的基于激光扫描的T型焊缝打磨方法。
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