CN114176290B - 无模板全自动鞋底喷胶方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无模板全自动鞋底喷胶方法，包括以下步骤：获取数据步骤：获取鞋底喷胶表面的三维点云数据，根据所述鞋底三维点云数据建立鞋底点云深度图。确定鞋底边缘点轨迹步骤。确定喷胶锚点轨迹步骤：从所述鞋底边缘点中选取多个定位点，将所述定位点的三维坐标转换为对应的喷胶锚点的坐标，多个喷胶锚点形成喷胶锚点轨迹。鞋底喷胶步骤：控制机械臂带动喷头沿所述喷胶锚点轨迹移动，以对鞋底进行喷胶。还提供了一种无模板全自动鞋底喷胶装置和一种存储介质。本发明提供的喷胶方法无需建立繁琐的模板，其方法简单，操作方便，适用范围广，且仅需设置一套参数即可满足各种结构鞋底及一种鞋型的所有鞋码和左右脚的喷胶需要。

Description

无模板全自动鞋底喷胶方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及喷胶方法技术领域，特别是涉及一种无模板全自动鞋底喷胶方法、装置及存储介质。

背景技术

在制鞋工艺中，鞋底施胶操作的好坏是决定鞋子整体质量的重要因素。随着制鞋工业的自动化程度提高，鞋底施胶操作正逐步由自动化设备代替原来的人工操作。

全自动鞋底喷胶工艺，其操作简单、便捷、采用3D视觉定位系统，自动识别、自动生成喷胶轨迹，应用机器人非接触式喷枪高速度、高精度地沿着预定的轨迹完成鞋底喷胶过程，实现鞋底喷胶的自动化流程。由于全自动鞋底喷胶具有应用简便、喷胶速度快及质量稳定等诸多优点，因此在制鞋行业得到了广泛的应用。

目前，全自动鞋底喷胶工艺中采用的喷胶锚点轨迹的生成算法，多为以下几类，第一，需要使用模板来进行匹配；第二，使用曲面曲率求取算法；第三，使用二维边缘轮廓提取算法，提取到轮廓边缘点后，通过设置参数，让机械臂按照一定的姿态沿轮廓边缘点进行喷涂。以上工艺方法存在以下缺点，第一种，需要提前建立模板，而建立模板的过程非常复杂，会花费用户大量的时间及精力；第二种，曲面曲率求取算法中的参数种类繁多，调试一种鞋型需要调整十余个参数，不仅需要花费大量的时间进行调试，且对操作者的技能方面有严格的要求，必须为具有丰富经验的熟练操作人员，影响了工艺稳定性；第三种，二维边缘轮廓提取算法的喷涂鞋型非常有限，仅仅适用于平底鞋或运动鞋的喷胶，而对于有鞋底边墙结构的鞋子则不适用。

发明内容

基于此，本发明提供一种无模板全自动鞋底喷胶方法、装置及存储介质，该方法无需建立模板即可完成鞋底的全自动喷胶，其喷胶方法简单，操作方便，适用于所有类型的工业机器人，且仅需设置一套参数即可满足各种结构鞋底及一种鞋型的所有鞋码和左右脚的喷胶需要。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种无模板全自动鞋底喷胶方法，包括以下步骤：

获取数据步骤：获取鞋底喷胶表面的三维点云数据，根据所述鞋底三维点云数据建立鞋底点云深度图，其中所述三维点云数据包括点云三维坐标；

确定鞋底边缘点轨迹步骤：提取所述鞋底点云深度图的边缘曲线，沿着所述边缘曲线上的每个边缘点的内法线方向获取与所述边缘曲线所在平面距离最大的目标点，若成功获取到所述目标点，则判断为有鞋底边墙的鞋底结构，将所述目标点作为鞋底边缘点；否则判断为无鞋底边墙的鞋底结构，将所提取的边缘曲线的边缘点作为鞋底边缘点；

确定喷胶锚点轨迹步骤：从所述鞋底边缘点中选取多个定位点，其中，相邻的两个定位点之间间隔指定数量的鞋底边缘点，根据喷头的喷胶半径、预设的喷头与所述定位点之间的距离、喷头的倾斜角度和喷胶缩进量，将所述定位点的三维坐标转换为对应的喷胶锚点的坐标，多个喷胶锚点形成喷胶锚点轨迹；

鞋底喷胶步骤：控制机械臂带动喷头沿所述喷胶锚点轨迹移动，以对鞋底进行喷胶。

对上述技术方案的进一步改进是：

所述获取数据步骤，包括：通过3D相机动态扫描所述鞋底以获取鞋底图像，对所述鞋底图像进行计算以获取鞋底三维点云数据。

所述获取数据步骤之后，还包括剔除错误数据步骤：根据预设的鞋底尺寸范围剔除超出所述鞋底尺寸范围的点云数据。

所述获取数据步骤之后，还包括降噪步骤：分别对所述点云数据和所述点云深度图进行降噪处理，以减小噪点干扰。

所述降噪步骤包括：

利用半径滤波器，计算以每个点为圆心的预设滤波半径范围内除所述圆心外的其他点的个数，滤除预设滤波半径范围内其他点的个数小于预设数量阈值的点；

使用膨胀腐蚀算法从所述点云深度图中获取完整的鞋底边缘，使用CANNY算子从所述完整的鞋底边缘中获取闭合边缘，从所述闭合边缘中选取形状符合鞋底特征的边缘，丢弃未被选取的闭合边缘内的点。

所述确定喷胶锚点轨迹步骤包括：设定喷头与定位点之间的距离H,喷头的喷胶半径R，喷头的喷胶缩进量D；针对有鞋底边墙的鞋底结构，设定喷头的最大倾斜角theta1，喷头的最小倾斜角theta2；针对无鞋底边墙的鞋底结构，设定喷头的倾斜角为0°；

针对每个定位点，以所述定位点作为坐标原点O，将由所述定位点与相邻的下一个定位点连成的直线的延伸方向作为X轴方向，将所述定位点的法线方向作为Y轴方向；当X轴方向与Y轴方向不垂直时，以Y轴方向为基准调整X轴方向，以使X轴方向与Y轴方向垂直；根据X轴方向与Y轴方向确定Z轴方向，得到所述定位点的喷胶锚点坐标系OXYZ；

将所述定位点沿Y轴方向移动R+D距离，再沿Z轴方向移动H距离，以得到所述定位点对应的喷胶锚点，获取所述喷胶锚点的坐标；

针对每个喷胶锚点，根据鞋底边墙高度在最小倾斜角theta2到最大倾斜角theta1的倾角范围内选取喷头倾斜角度；根据所述喷头倾斜角度、X轴方向和Y轴方向，计算所述喷头倾斜角度的旋转欧拉角apy参数，根据所述喷胶锚点的坐标和所述喷头倾斜角度的旋转欧拉角apy参数得到所述喷胶锚点轨迹。

所述鞋底喷胶步骤之前，还包括平滑喷胶锚点轨迹步骤：对所述喷胶锚点轨迹进行平滑处理。

所述平滑喷胶锚点轨迹步骤，包括：对所述喷胶锚点进行取样，每连续的三个喷胶锚点为一组取样，将每组取样的三个点中的中间点的位置调整至首尾点距离的中点位置。

本发明还提供了以下技术方案：

一种无模板全自动鞋底喷胶装置，所述装置包括处理器、以及与所述处理器耦接的存储器，所述存储器存储有程序指令；所述处理器用于执行所述存储器存储的所述程序指令以执行上述的无模板全自动鞋底喷胶方法。

一种存储介质，所述存储介质存储程序指令，所述程序指令被处理器执行时，实现上述的无模板全自动鞋底喷胶方法。

由本发明的技术方案可知，本发明的鞋底喷胶方法，无需用户事先建立模板，节省了繁杂模板的建立过程，用户使用更方便、高效，其方法简单，适用于所有类型的工业机器人，且仅需设置一套参数即可满足一种鞋型的所有鞋码以及左右脚的喷胶需要，确定鞋底边缘点轨迹步骤，可满足各种类鞋底的喷胶需要，比如平底鞋、运动鞋或带有鞋底边墙结构的鞋底等，且方法简单。

附图说明

图1为本发明第一实施例的鞋底喷胶方法的流程示意图。

图2为本发明第一实施例中向点云深度图的边缘曲线内部获取目标点的方法示意图。

图3为本发明第一实施例中喷头喷胶的示意图。

图4为本发明第二实施例的无模板全自动鞋底喷胶装置的结构示意图。

图5为本发明第三实施例的存储介质的结构示意图。

图6为带有边墙结构的鞋底示意图。

附图中各标号的含义为：

1-某一鞋底边缘点；2-点1的切线；3-鞋底边缘轨迹；4-点1的法线；5-喷头；6-某一喷胶锚点；7-喷胶范围圆；40-喷胶装置；41-处理器；42-存储器；50-存储介质；51-程序指令。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1至图3所示，为本发明第一实施例的鞋底喷胶方法的示意图。

本发明第一实施例的喷胶方法所使用的喷胶设备包括工作台，工作台上设有传送带，需要喷涂胶水的鞋底通过传送带向前运送，在传送带的上方分别设有3D相机，传送带朝向3D相机的扫描方向运送鞋底，本发明实施例所用的3D相机包括单目相机和激光器。鞋底经3D相机扫描后运送至下一个工位，此工位的工作台两侧分别装有机械臂，机械臂上安装有喷胶用的喷头，3D相机通过控制系统与机械臂连接，用于控制机械臂的行走轨迹。

如图1所示，本实施例的无模板全自动鞋底喷胶方法，包括以下步骤：

S1、设备调试步骤：将激光器、单目相机和机械臂沿传送带的传送方向依次设置，其中，传送带装置的电机上设置有编码器。

S1.1、相机参数标定:相机标定的参数包括计算相机的焦距，每毫米横向对应像素，每毫米纵向对应像素，畸变，图像宽，图像高，横向偏移量和纵向偏移量。相机标定方式为自动进行拍照标定，本实施例中自动处理的照片为18张照片，照片采集完成后即可进行标定。将标定板放置在相应位置内，系统自动采集图片，当采集图片为18张时，系统自动标定。

S1.2、激光器标定：计算激光与相机的关系参数。在传送带上将标定板放置在相机视野中的激光线下，关闭激光，打开光源形成稳定的光照环境，设置相机曝光参数。相机曝光参数根据不同环境来进行设置，实验环境下的曝光参数值是30000.00。曝光参数设置完成后，相机拍摄标定板的照片并保存。接下来，打开激光，本次需要看清标定板上的激光线，故需再次调整曝光参数，测试时根据环境设置参数为500.00，拍摄激光线的照片并保存。再在传送带上逐步提高标定板的高度，每次在提高标定板高度时，拍摄位置最好均匀平分在测量范围之内(如：测量范围为100mm，则每次提高标定板的高度为20mm-25mm的范围内)。从而获取“A高度拍摄面”、“A高度拍摄线”、“B高度拍摄面”、“B高度拍摄线”等相关图片。面和线拍摄完成后，系统自动进行标定。

S1.3、编码器标定：在传送带上找到垂直方向上的中点并标记出来(假设为A)，开启传送带，并使传送带行驶一段距离后停止，找到当前传送带上标记中点的位置(假设为B)，通过工具测量AB的长度(假设为S)，通过接收到的数据计算编码器行驶的脉冲数(假设为n)，则计算编码器单位脉冲距离为：S/n。重复上面的步骤，多记录几条数据，计算平均值，标定结束。

S1.4、工件坐标系标定：设置曝光时间参数，该参数主要是为了看清标定板，本实施例测试时使用的参数为30000。将标定板放在相机视野中下方的范围内，打开外部LED灯进行补光，调整曝光时间参数，直到标定成功。

S1.5、工具标定：设置工具补偿量参数，将短的标定工具固定到机械臂末端，操作机械臂进行工具标定，保存短轴标定工具的工具坐标；将长的标定工具固定到机械臂末端，操作机械臂进行工具标定，保存长轴标定工具的工具坐标；将短轴工具和长轴工具的X/Y/Z的坐标数值，设置到界面中；操作机械臂确定工具方向，在界面中设置工具方向值(方向值为Gamma的角度值，范围在-180°到180°之间)；标定出工具坐标系的各个值；将标定得出的工具坐标系的参数值，保持到机械臂中，工具标定结束。

S1.6、机械臂标定：将标定板放在传送带起始位置，启动传送带，标定板开始在传送带上运行，当标定板运行到机械臂活动范围内时，停止传送带的运行；在机械臂末端安装短轴标定工具，操作机械臂，使短轴标定工具末端触碰标定板上的特征点，将机械臂锚点(锚点是获取到标定板上三个点在机械臂坐标系上的坐标)保存在位置型变量中，本实施例中所使用的机械臂为六关节工业机器人；取下标定板，变换标定板的方位，再次重复上述步骤，重复次数最好不超过7次，因为次数越多，执行一次的时间过长且精度提升不再明显，再次获取机械臂的锚点参数，进行标定，直至结束。

S2、获取数据步骤：通过3D相机动态扫描所述鞋底以获取鞋底图像，对所述鞋底图像进行计算以获取鞋底三维点云数据。根据所述鞋底三维点云数据建立鞋底尺寸信息的点云深度图。所述点云数据中包含鞋底空间位置信息的点云三维坐标，点云的三维坐标包括每个点的XYZ三向坐标值。

具体方法如下，将鞋底放置在传送带上并向前运送，通过一个光电开关触发相机开始拍照，光电开关检测到鞋底已完全通过光电开关后，停止拍照。相机与激光器成一定角度进行拍照，激光器沿与传送带垂直向下的方向发射光束，并在鞋底表面形成一条高亮的激光线，相机拍摄激光线，根据激光三角法原理计算出对应的一列鞋底表面点的三维坐标，从而得到一张照片的一列点云，重复以上步骤直至将整个鞋底全部扫描完毕，再依靠编码器记录传送带的前进距离，根据每张照片拍摄时的时间与编码器当时的位置，对计算出的每一列点云进行拼接，从而得到完整的点云；从点云上方向下俯视，根据点云图中每个像素点的深度信息得到点云深度图。点云深度图用灰度值来表示深度，也就是Z向坐标。

在获取数据步骤时，3D相机可对鞋底进行动态扫描，即鞋底在向前运送时无需停机，即可实现实时扫描，减少了设备的停机时间，提高了生产效率。

S3、剔除错误数据步骤：根据用户鞋型设置鞋底最大最小长宽高，剔除超出设定范围的点云数据。

此步骤，可使获得的三维点云数据更为准确，避免产生误差。

S4、降噪步骤：分别使用半径滤波器和深度图滤波对鞋底点云进行去噪处理。

使用半径滤波器，通过设定滤波半径，计算每个点在其半径范围内的其他点的个数，半径范围内其他点个数少于某一设定的阈值的点被滤除。比如，设定小滤波半径为5mm，以每个点为圆心，以5mm为半径的圆内其他点的个数设为3，则当某个点的圆内其他点的个数少于3时，该点将被滤除。

深度图滤波，首先使用膨胀腐蚀算法从所述点云深度图中获取完整的鞋底边缘，再使用CANNY算子从所述完整的鞋底边缘中获取闭合边缘，从所述闭合边缘中选取长宽形状符合鞋底特征的边缘，丢弃未被选取的闭合边缘内的点。

此步骤可使获得的点云三维坐标及点云深度图更为精准。

S5、确定鞋底边缘点轨迹步骤：提取所述鞋底点云深度图的边缘曲线，沿着所述边缘曲线上的每个边缘点的内法线方向获取与所述边缘曲线所在平面距离最大的目标点，若成功获取到所述目标点，则判断为有鞋底边墙的鞋底结构，将所述目标点作为鞋底边缘点；否则判断为无鞋底边墙的鞋底结构，将所提取的边缘曲线的边缘点作为鞋底边缘点。

如图2所示，假设鞋底的形状为椭圆形，即图中3所示为鞋底点云深度图的边缘曲线，沿图中某一鞋底边缘点1作此点的切线2，过此点向椭圆中心作切线2的垂线，即边缘点1的法线4，沿法线4的箭头方向，向椭圆内部寻找与所述边缘曲线所在平面距离最大的点，即鞋底边墙的最高点，找到的所有点中Z向坐标值最大的即为最高点，找到最高点，将最高点作为鞋底边缘点；如找到的所有点的Z向坐标值相同，则判断为无鞋底边墙的平底部分，此时以找到的边缘曲线上的点作为鞋底边缘点。

S6、确定喷胶锚点轨迹步骤：从所述鞋底边缘点中选取N个定位点，其中，相邻的两个定位点之间间隔指定数量的鞋底边缘点，其中N的值大于50，且小于鞋底边缘点的总个数，N值越大则喷胶锚点轨迹越精准。

首先根据事先在卡纸上进行的喷涂试验，人为设定喷涂最佳高度，即喷头与定位点之间的距离H；在喷涂最佳高度时测得的喷头喷涂的圆半径为喷头喷涂的胶水圆半径R；如图3所示，图中5为圆锥状的喷头，其下方的喷嘴位置即为某一喷胶锚点6，图中7的阴影部分为喷头的喷胶范围圆，图中H为喷头喷嘴与定位点间的距离，R为喷头喷涂的胶水圆半径。喷头的喷胶缩进量D需根据喷头及胶水的性质确定，喷头的最大倾斜角theta1为喷涂鞋底边墙最高点处时喷头由初始竖直状态所需扭转的角度，喷头的最小倾斜角theta2为喷涂鞋底边墙最低点处时喷头由初始竖直状态所需扭转的角度。

针对每个定位点，以每个定位点作为坐标原点O，将由所述定位点与相邻的下一个定位点连成的直线的延伸方向作为X轴方向，将所述定位点的法线方向作为Y轴方向；当X轴方向与Y轴方向不垂直时，以Y轴方向为基准调整X轴方向，以使X轴方向与Y轴方向垂直；根据X轴方向与Y轴方向确定Z轴方向，得到所述定位点的喷胶锚点坐标系OXYZ；

将所述定位点沿Y轴方向移动R+D距离，再沿Z轴方向移动H距离，以得到所述定位点对应的喷胶锚点，获取所述喷胶锚点的坐标；

针对每个喷胶锚点，根据鞋底边墙高度在最小倾斜角theta2到最大倾斜角theta1的倾角范围内选取喷头倾斜角度；喷胶锚点的喷头倾斜角度根据此点对应的鞋底边墙高度与鞋底边墙最高点的比值来确定，鞋底边墙高度与喷头倾斜角度成正比关系。喷头的倾斜角仅针对具有边墙结构的鞋底来进行设置，而对于无边墙结构的平底鞋，则喷头无需倾斜，即喷头的倾斜角为0°。根据所述喷头倾斜角度、X轴方向和Y轴方向，计算所述喷头倾斜角度的旋转欧拉角apy参数，根据所述喷胶锚点的坐标和所述喷头倾斜角度的旋转欧拉角apy参数得到所述喷胶锚点轨迹。

比如，在设定参数时，需设定鞋底的长度范围为50mm-400mm之间，喷胶锚点的总个数N在200以内，喷头喷嘴距离定位点的距离H为1mm-40mm之间，喷头的缩进量D在0mm-20mm之间，喷头的最小倾斜角度theta2在0°-60°之间，喷头的最大倾斜角度大于最小倾斜角度，设置鞋底左右脚模式，还可以设置喷胶的圈数范围为1-10之间。

如图6所示，图中所示的鞋底即为带有边墙结构的鞋底，其中鞋底边缘一圈高于鞋底平面的部分即为鞋底边墙，图中鞋底上方的一圈黑色线为喷胶锚点轨迹，与鞋底欲喷胶表面垂直向上的方向即为Z轴正方向。

S7、平滑喷胶锚点轨迹步骤：对步骤S6形成的喷胶锚点轨迹进行平滑处理，使机械臂沿轨迹行走顺畅。具体平滑方法为，对所述喷胶锚点进行取样，每连续的三个喷胶锚点为一组取样，将每组取样的三个点中的中间点的位置调整至首尾点距离的中点位置。

确定喷胶锚点轨迹步骤及平滑喷胶锚点轨迹步骤，可生成机械臂行走的喷胶锚点轨迹，实现鞋底喷胶的全自动化，并防止机械臂因行走轨迹不平滑而出现的抖动、不精确及运动速度慢等问题。

S8、鞋底喷胶步骤：控制机械臂带动喷头沿所述喷胶锚点轨迹移动，以对鞋底进行喷胶。

本发明的喷胶方法，还可以双工件同时进行喷胶，此时设备上前后共设有两个机械臂，在进行S1设备调试步骤时，需分别进行前机械臂标定和后机械臂标定，以及进行分割线标定。所述分割线标定为标定传送带上的一条分割线，用于双工件之间的区分。首先，将标定块沿着挡板方向放置在挡板的前方，然后进行标定。其中双工件可以分别为一双鞋的左、右脚两种鞋型。

本发明的鞋底喷胶方法，无需建立模板，在调试好喷胶参数和精度后就可以直接运行工作，根据自动生成的喷胶锚点轨迹坐标值及喷头倾斜角度，机械臂接受指令带动喷头沿设定的喷胶锚点轨迹行走，且按照每点对应的倾斜角度对喷头进行调节，最终喷头边旋转角度边沿着设定轨迹行走，完成对鞋底的喷胶动作。整个过程非常简单、方便，且快捷、可靠，对鞋底喷胶一圈只需要几秒钟的时间，大大提高了喷胶的效率。且本方法可适用多种鞋型，本方法对于同一种鞋型的鞋底进行喷胶时，无论左脚、右脚、以及鞋码大小，均只需要设定一套参数，即可完成同种鞋型的喷胶工作，大大减少了频繁调整设备参数的麻烦，节省了大量人力，使喷胶工艺变得简单、稳定。

图4是本发明第二实施例的无模板全自动鞋底喷胶装置的结构示意图。如图4所示，该无模板全自动鞋底喷胶装置40包括处理器41及和处理器41耦接的存储器42。

存储器42存储有用于实现上述任一实施例的无模板全自动鞋底喷胶方法的程序指令。

处理器41用于执行存储器42存储的程序指令以进行无模板全自动鞋底喷胶。

其中，处理器41还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。处理器41可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器41还可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(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。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

参阅图5，图5为本发明第三实施例的存储介质50的结构示意图。本发明实施例的存储介质50存储有能够实现上述所有无模板全自动鞋底喷胶方法的程序指令51，其中，该程序指令51可以以软件产品的形式存储在上述存储介质中，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)或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储装置包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，或者是计算机、服务器、手机、平板等终端设备。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种无模板全自动鞋底喷胶方法，其特征在于包括以下步骤：

获取数据步骤：获取鞋底喷胶表面的三维点云数据，根据所述鞋底三维点云数据建立鞋底点云深度图，其中所述三维点云数据包括点云三维坐标；

确定鞋底边缘点轨迹步骤：提取所述鞋底点云深度图的边缘曲线，沿着所述边缘曲线上的每个边缘点的内法线方向获取与所述边缘曲线所在平面距离最大的目标点，若成功获取到所述目标点，则判断为有鞋底边墙的鞋底结构，将所述目标点作为鞋底边缘点；否则判断为无鞋底边墙的鞋底结构，将所提取的边缘曲线的边缘点作为鞋底边缘点；

确定喷胶锚点轨迹步骤：从所述鞋底边缘点中选取多个定位点，其中，相邻的两个定位点之间间隔指定数量的鞋底边缘点，根据喷头的喷胶半径、预设的喷头与所述定位点之间的距离、喷头的倾斜角度和喷胶缩进量，将所述定位点的三维坐标转换为对应的喷胶锚点的坐标，多个喷胶锚点形成喷胶锚点轨迹；

鞋底喷胶步骤：控制机械臂带动喷头沿所述喷胶锚点轨迹移动，以对鞋底进行喷胶；

所述确定喷胶锚点轨迹步骤包括：设定喷头与定位点之间的距离H,喷头的喷胶半径R，喷头的喷胶缩进量D；针对有鞋底边墙的鞋底结构，设定喷头的最大倾斜角theta1，喷头的最小倾斜角theta2；针对无鞋底边墙的鞋底结构，设定喷头的倾斜角为0°；

针对每个定位点，以所述定位点作为坐标原点O，将由所述定位点与相邻的下一个定位点连成的直线的延伸方向作为X轴方向，将所述定位点的法线方向作为Y轴方向；当X轴方向与Y轴方向不垂直时，以Y轴方向为基准调整X轴方向，以使X轴方向与Y轴方向垂直；根据X轴方向与Y轴方向确定Z轴方向，得到所述定位点的喷胶锚点坐标系OXYZ；

将所述定位点沿Y轴方向移动R+D距离，再沿Z轴方向移动H距离，以得到所述定位点对应的喷胶锚点，获取所述喷胶锚点的坐标；

针对每个喷胶锚点，根据鞋底边墙高度在最小倾斜角theta2到最大倾斜角theta1的倾角范围内选取喷头倾斜角度；根据所述喷头倾斜角度、X轴方向和Y轴方向，计算所述喷头倾斜角度的旋转欧拉角apy参数，根据所述喷胶锚点的坐标和所述喷头倾斜角度的旋转欧拉角apy参数得到所述喷胶锚点轨迹。

2.根据权利要求1所述的无模板全自动鞋底喷胶方法，其特征在于：所述获取数据步骤包括：通过3D相机动态扫描所述鞋底以获取鞋底图像，对所述鞋底图像进行计算以获取鞋底三维点云数据。

3.根据权利要求1所述的无模板全自动鞋底喷胶方法，其特征在于：所述获取数据步骤之后，还包括剔除错误数据步骤：根据预设的鞋底尺寸范围剔除超出所述鞋底尺寸范围的点云数据。

4.根据权利要求1所述的无模板全自动鞋底喷胶方法，其特征在于：所述获取数据步骤之后，还包括降噪步骤：分别对所述点云数据和所述点云深度图进行降噪处理，以减小噪点干扰。

5.根据权利要求4所述的无模板全自动鞋底喷胶方法，其特征在于：所述降噪步骤包括：

利用半径滤波器，计算以每个点为圆心的预设滤波半径范围内除所述圆心外的其他点的个数，滤除预设滤波半径范围内其他点的个数小于预设数量阈值的点；

使用膨胀腐蚀算法从所述点云深度图中获取完整的鞋底边缘，使用CANNY算子从所述完整的鞋底边缘中获取闭合边缘，从所述闭合边缘中选取形状符合鞋底特征的边缘，丢弃未被选取的闭合边缘内的点。

6.根据权利要求1所述的无模板全自动鞋底喷胶方法，其特征在于：所述鞋底喷胶步骤之前，还包括平滑喷胶锚点轨迹步骤：对所述喷胶锚点轨迹进行平滑处理。

7.根据权利要求6所述的无模板全自动鞋底喷胶方法，其特征在于：所述平滑喷胶锚点轨迹步骤，包括：对所述喷胶锚点进行取样，每连续的三个喷胶锚点为一组取样，将每组取样的三个点中的中间点的位置调整至首尾点距离的中点位置。

8.一种无模板全自动鞋底喷胶装置，其特征在于：所述装置包括处理器、以及与所述处理器耦接的存储器，所述存储器存储有程序指令；所述处理器用于执行所述存储器存储的所述程序指令以执行权利要求1至7中任一项的无模板全自动鞋底喷胶方法。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储程序指令，所述程序指令被处理器执行时，实现权利要求1至7中任一项的无模板全自动鞋底喷胶方法。