CN115647696B - 一种大型钢结构的自动化加工装置、加工方法及加工终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型钢结构的自动化加工装置、加工方法及加工终端，装置包括测量装置和焊接装置；方法包括将钢材水平放置于地面，控制测量装置沿钢材的长度方向移动，测量钢材的长度，并确定焊接点；将两个需要焊接的钢材对接；控制焊接装置移动至焊接处，确定焊缝边界后进行焊接；本发明通过激光测距仪与第一CCD相机的配合，实现对第一自行走小车的控制，使自行走小车可以保持沿钢材移动，并且对钢材进行尺寸测量；设置焊接装置，并通过设置焊接装置配套的焊接方法，通过第二CCD相机实现对焊缝方向和焊接区域的确定，根据焊接方向和焊缝区域确定焊接轨迹，通过焊接枪实现对钢材的焊接。

Description

一种大型钢结构的自动化加工装置、加工方法及加工终端

技术领域

本发明涉及自动化生产领域，具体涉及一种大型钢结构的自动化加工装置、加工方法及加工终端。

背景技术

随着行业的发展，在进行施工中，大型钢结构的需求规模在不断扩大，在进行钢结构的需求中，不同场景需要求的钢材尺寸不一致，但是在进行刚才的生产时，往往不能进行定制化生产，因为在实际的钢结构生产中，需要对钢材进行适当的裁剪或者焊接，从而使其能够满足使用的尺寸，但是现阶段较多的仍然是采用接触式的人工测量方法，即需要工人使用测量工具从头到尾进行测量，对于某些超大钢材，可能存在测量不方便、测量不准确的情况。

同时，在测量完成后，对钢材进行加工后，需要进行焊接，现阶段较多的也是采用人工焊接，效率较低，不能实现自动化生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是大型钢结构的需要人工测量以及人工焊接，目的在于提供一种大型钢结构的自动化加工装置、加工方法及终端，解决了大型钢结构的自动化生产问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种大型钢结构的自动化加工装置，包括：测量装置和焊接装置；

所述测量装置包括：第一自行走小车、第一CCD相机、第一激光测距仪和第二激光测距仪，所述第一CCD相机、所述第一激光测距仪和所述第二激光测距仪均固定设置在所述第一自行走小车的同一侧，且所述第一激光测距仪与所述第二激光测距仪的测距方向之间存在夹角；

所述焊接装置包括：第二自行走小车、第一机械臂、第二机械臂、第二CCD相机和焊接枪，所述第一机械臂和所述第二机械臂的基座端均与所述第二自行走小车固定连接，所述焊接枪与所述第一机械臂的末端固定连接，所述第二CCD相机与所述第二机械臂的末端固定连接。

具体地，以所述第一自行走小车的前进方向为前方，所述第一激光测距仪设置在所述第二激光测距仪的前方，所述第二激光测距仪的测距方向与所述第一自行走小车的前进方向垂直，所述第一激光测距仪的测距方向与所述第一自行走小车的前进方向夹角为锐角；

所述第一CCD相机与所述第二激光测距仪相邻设置，且所述第一CCD相机的采集方向与所述第二激光测距仪的测距方向平行。

具体地，以焊接方向的前进方向为前方，所述第二机械臂设置在所述第一机械臂的前方，所述第二CCD相机与所述第二机械臂的末端固定连接。

一种大型钢结构的自动化加工方法，基于如上述的一种大型钢结构的自动化加工装置，所述方法包括：

将钢材水平放置于地面，并控制测量装置沿钢材的长度方向移动，测量钢材的长度，并确定焊接点；

将两个需要焊接的钢材对接；

控制焊接装置移动至焊接处，确定焊缝边界后进行焊接。

可选地，控制测量装置移动的方法包括：

设定第一自行走小车与钢材的距离，并使第二激光测距仪的测距方向与钢材垂直；

控制第一自行走小车沿钢材移动，并获取第一激光测距仪测得的第一距离，获取第二激光测距仪测得的第二距离；

使第二距离保持恒定，并对第一距离进行监控，若第一距离改变，则控制第一自行走小车修正行进方向；

其中，第一自行走小车的起始位置和结束位置均位于钢材的延长线上。

可选地，测量钢材的长度的方法包括：

通过第一CCD相机获取钢材的图像函数，f(x,y,t)＝[r(x,y,t),g(x,y,t),b(x,y,t)]，式中r(x,y,t),g(x,y,t),b(x,y,t)分别是图像(x,y)处在t时间的RGB灰度值；

获得时刻T_m时图像第Y列的像素点构成的列向量，F_m＝[f(1,Y,T_m),f(2,Y,T_m),…,f(n,Y,T_m)]^T，式中n为像素点的x轴坐标；

对列向量求导后进行离散化，获取第Y列像素点的变化趋势矩阵：

其中T_m+1为T_m的后一时刻，T_m-1为T_m的前一时刻；

获取第Y列整列像素值的变化趋势矩阵：

获取任意两个不同时刻时的F'值，若两个F'值符号相反，则证明两个不同时刻之间，第一自行走小车经过了钢材的两端竖直边缘；

获取起始位置和结束位置之间的两个竖直边缘，通过第一自行走小车的行走距离获得钢材长度。

焊接方法包括以下步骤：

控制焊接装置移动至焊接处，并使第二CCD相机沿焊缝移动；

确定焊缝边界以及焊缝中心；

获取焊缝的方向，并反馈至第二自行走小车和第二机械臂控制焊接装置沿焊缝移动；

进行焊接路径规划，并控制第一机械臂和焊接枪进行焊接。

可选地，确定焊缝边界的方法包括：

通过第二CCD相机采集焊接处的第一图像，并以垂直于焊缝的方向为列方向；

对第一图像进行灰度化，获得第一图像对应的第二图像，所述第二图像为第一图像的灰度图；

在第二图像内筛选第三图像，第三图像为沿列方向设置的条形区域，所述第三图像包括e列像素点；

获取第三图像的灰度累加和，G(p,q)＝∑g(p,q)，其中，p＝1,2,3…,P，q＝1,2,3...e，g(p,q)为第三图像中第p行第q列的像素灰度值，P为第二图像的像素点总行数；

计算边界灰度判定值

计算各行灰度累加值

从第P行向第1行进行搜索判定，当G_H(p,q)＞G_T时，设定此处为左边界；继续搜索判定，当G_H(p,q)＜G_T时，设定此处为右边界；

获取左边界的坐标点L(X_L,Y_L,Z_L),右边界的坐标点R(X_R,Y_R,Z_R)。

可选地，第三图像的焊缝中心的坐标点

第三图像的焊缝宽度LR_K＝[(X_R-X_L)²+(Y_R-Y_L)²+(Z_R-Z_L)²]^0.5；

沿焊接方向移动第二CCD相机，重复确定焊缝(20)边界步骤和获取坐标点与焊缝宽度步骤，获得K点的下一坐标点K₁和焊接宽度LR_K1；

连接K点和K₁点获取焊缝方向；

通过LR_K和LR_K1确定K点和K₁点之间的焊接区域，通过焊接区域规划焊接路径。

一种大型钢结构的自动化加工终端，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的一种大型钢结构的自动化加工方法的步骤。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明通过设置一个测量装置，并通过设置测量装置配套的测量方法，通过激光测距仪与第一CCD相机的配合，实现对第一自行走小车的控制，使自行走小车可以保持沿钢材移动，并且对钢材进行尺寸测量；

本发明通过设置一个焊接装置，并通过设置焊接装置配套的焊接方法，通过第二CCD相机实现对焊缝方向和焊接区域的确定，根据焊接方向和焊缝区域确定焊接轨迹，通过焊接枪实现对钢材的焊接；

通过上述两个装置，实现了对尺寸测量以及钢结构焊接的自动化操作，能够提升测量精度并提升焊接效率。

附图说明

附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。

图1是根据本发明所述的一种大型钢结构的自动化加工装置的测量装置的结构示意图。

图2是根据本发明所述的一种大型钢结构的自动化加工装置的焊接装置的结构示意图。

图3是根据本发明所述的实施例三的流程示意图。

图4是根据本发明所述的实施例四的流程示意图。

附图标记：1-第一自行走小车，2-第一CCD相机，3-第二激光测距仪，4-第一激光测距仪，5-第二自行走小车，6-第二机械臂，7-第一机械臂，8-第二CCD相机，9-焊接枪，10-钢材，20-焊缝。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图和实施方式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方式仅用于解释相关内容，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。

在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

实施例一

本实施例提供一种大型钢结构的自动化加工装置，包括测量装置和焊接装置。

如图1所示，所述测量装置包括：第一自行走小车、第一CCD相机、第一激光测距仪和第二激光测距仪，所述第一CCD相机、所述第一激光测距仪和所述第二激光测距仪均固定设置在所述第一自行走小车的同一侧，且所述第一激光测距仪与所述第二激光测距仪的测距方向之间存在夹角；

以所述第一自行走小车的前进方向为前方，所述第一激光测距仪设置在所述第二激光测距仪的前方，所述第二激光测距仪的测距方向与所述第一自行走小车的前进方向垂直，所述第一激光测距仪的测距方向与所述第一自行走小车的前进方向夹角为锐角；

所述第一CCD相机与所述第二激光测距仪相邻设置，且所述第一CCD相机的采集方向与所述第二激光测距仪的测距方向平行。

第一CCD相机用于获取钢材侧面的图像，并通过对图像的处理确定第一自行走小车的行进范围内是否已经覆盖了整个钢材，然后通过对钢材两端的确定，结合第一自行走小车的进行路程，则可以确定钢材的长度尺寸。

第二激光测距仪是为了保证第一自行走小车能够与钢材的侧面保持恒定距离，即使第一自行走小车可以沿钢材的中轴线移动。

第一激光测距仪是为了对第一自行走小车的未来路径进行预测，当即将出现第一自行走小车远离钢材的情况下，修正第一自行走小车的行驶路径。

如图2所示，所述焊接装置包括：第二自行走小车、第一机械臂、第二机械臂、第二CCD相机和焊接枪，所述第一机械臂和所述第二机械臂的基座端均与所述第二自行走小车固定连接，所述焊接枪与所述第一机械臂的末端固定连接，所述第二CCD相机与所述第二机械臂的末端固定连接。

以焊接方向的前进方向为前方，所述第二机械臂设置在所述第一机械臂的前方，所述第二CCD相机与所述第二机械臂的末端固定连接。

第一机械臂和第二机械臂均采用现阶段工业使用的多轴机械臂，可以实现定位、控制等具体操作。

第一机械臂和第二机械臂与第二自行走小车的配合，可以实现第二CCD相机对焊缝的追踪以及焊接枪对焊缝的焊接。

通过第二CCD相机对焊缝进行判定，使得可以实现焊接枪对焊缝进行焊接。

实施例二

本实施例提供基于实施例一的加工方法，即一种大型钢结构的自动化加工方法，包括：

S1、在进行测量前，需要将待测量的钢材水平放置于地面，便于第一自行走小车可以沿钢材的中轴线方向进行移动。

S2、控制测量装置沿钢材的长度方向移动，测量钢材的长度，并确定焊接点；

确定焊接点的方法有多种。

当钢材的长度合适时，则可以进行短距离的测量确定焊接点的位置。

当钢材的长度不合适时，如果过长，则可以通过更换钢材；如果稍长，则可以通过对钢材进行切割，使其符合要求；如果过短则可以通过焊接或者更换钢材来实现。

S3、将两个需要焊接的钢材对接，可以一字型对接，T型对接，L型对接，V型对接，并联对接等多种方式。

S4、控制焊接装置移动至焊接处，确定焊缝边界后进行焊接，如果焊缝过长，则通过控制第二自行走小车沿焊接移动实现焊接，如果焊缝的弯曲程度较大，则可以通过机械臂来控制焊接枪进行焊接。

实施例三

为了保持第一自行走小车在移动的过程中与钢材保持严格平行，如图3，本实施例提供一种控制测量装置移动的方法包括：

S201、设定第一自行走小车与钢材的距离，即粗略估计在第一自行走小车的行进路径上不会被阻挡，不存在障碍物。

S202、将第一自行走小车移动至起始位置，并调节第一自行走小车与钢材之间的角度关系，使第二激光测距仪的测距方向与钢材垂直；

S203、控制第一自行走小车沿钢材移动，并获取第一激光测距仪测得的第一距离，获取第二激光测距仪测得的第二距离；

S204、使第二距离保持恒定，并对第一距离进行监控，若第一距离改变，则控制第一自行走小车修正行进方向；即当第一自行走小车的行进方向与钢材不平行时，第一距离会随之发生改变，根据三角形勾股定理，第一距离的变化幅度大于第二距离的变化幅度，因此可以通过第一距离提前检测第一自行走小车的行走情况，根据实际情况进行修正。

当第一距离变大时，则证明第一自行走小车向远离钢材的方向移动；当第一距离变小时，则证明第一自行走小车向靠近钢材的方向移动。

为实现对钢材的长度测量，需要保证第一自行走小车的起始位置和结束位置均位于钢材的延长线上。

保证了第一自行走小车的行进方向后，对钢材的长度进行测量，提供测量钢材的长度的方法：

S205、通过第一CCD相机获取钢材的图像函数，f(x,y,t)＝[r(x,y,t),g(x,y,t),b(x,y,t)]，式中r(x,y,t),g(x,y,t),b(x,y,t)分别是图像(x,y)处在t时间的RGB灰度值；

当图像中(x,y)点像素灰度值随时间发生变化时，可以用该点像素灰度值对时间的导数来描述这中变化的激烈程度。

S206、获得时刻T_m时图像第Y列的像素点构成的列向量，F_m＝[f(1,Y,T_m),f(2,Y,T_m),…,f(n,Y,T_m)]^T，式中n为像素点的x轴坐标；m为时刻的角标。

S207、对列向量求导后进行离散化，即求列向量对时间的导数获得一阶导数，当列向量达到极值的时刻对应着动态图像在第Y列出现竖直边缘的时刻，而一阶导数的极值点对应二阶导数的过零点，因此对一阶导数进行再次求导获得二阶导数，对二阶导数进行离散化，获取二阶导数的二阶差分形式，并将二阶差分形式改写为矩阵(F_m+1-F_m)-(F_m-F_m-1)＝F_m+1-2F_m+F_m-1；

最终获取第Y列像素点的变化趋势矩阵F_B＝F_m+1-2F_m+F_m-1：

其中T_m+1为T_m的后一时刻，T_m-1为T_m的前一时刻；

S208、获取第Y列整列像素值的变化趋势矩阵：

即取像素点的变化趋势矩阵中各元素的均值反应整列像素值的变化趋势，当F'与前一时刻相比，符号发生改变时，说明达到了极值，即表明在第Y列出现了竖直边缘。

S209、获取任意两个不同时刻时的F'值，若两个F'值符号相反，则证明两个不同时刻之间，第一自行走小车经过了钢材的两端竖直边缘；在本实施例中，为了保证检测的稳定性，两个不同时刻通常为相邻时刻，且间隔时间越短，竖边边缘的确定越精确。

S210、获取起始位置和结束位置之间的两个竖直边缘，通过第一自行走小车的行走距离获得钢材长度。第一自行走小车具备行程测定功能，当第一次检测到竖直边缘时，将行程归零，当第二次检测到竖直边缘时，第一自行走小车的行程即为钢材的长度。

实施例四

本实施例对焊接装置的控制方法，如图4所示的一种焊接方法，包括以下步骤：

S401、控制焊接装置移动至焊接处，在此之间将两个需要进行焊接的钢材进行移动，使其位置符合焊接要求。

S402、为第二自行走小车或第二机械臂提供一个进行方向，使第二CCD相机可以沿焊缝移动；

S403、通过第二CCD相机采集焊接处的第一图像，并以垂直于焊缝的方向为列方向；

S404、对第一图像进行灰度化，获得第一图像对应的第二图像，所述第二图像为第一图像的灰度图；

当光线照射在平钢板上时，由于大部分光被反射回来，所以该部分的灰度值比较高，梯度值变化小，而焊缝由于有缝隙光可以穿过或散射，所以该处的灰度值较低，焊缝边缘处的灰度值介于二者之间，而梯度则变化最大。

S405、在第二图像内筛选第三图像，第三图像为沿列方向设置的条形区域，所述第三图像包括e列像素点；例如：整个第二图像有1000列像素，为了避免边缘的干扰，选取第400至第600列像素作为第三图像。

S406、获取第三图像的灰度累加和，G(p,q)＝∑g(p,q)，p＝1,2,3…,P，q＝1,2,3...e，其中g(p,q)为第三图像中第p行第q列的像素灰度值，P为第二图像的像素点总行数；即对e列像素值进行列方向上的灰度投影积分，逐列计算像素灰度累加和。

以选取第400至第600列像素为例，有G(p,400)、G(p,401)、G(p,402)…G(p,600)。

S407、计算边界灰度判定值

即求取各行灰度累加值和灰度累加和的平均值。

S408、计算各行灰度累加值

从第P行向第1行进行搜索判定，当G_H(p,q)＞G_T时，设定此处为左边界；继续搜索判定，当G_H(p,q)＜G_T时，设定此处为右边界；

S409、获取左边界的坐标点L(X_L,Y_L,Z_L),右边界的坐标点R(X_R,Y_R,Z_R)。

S410、计算出第三图像的焊缝中心的坐标点

第三图像的焊缝宽度LR_K＝[(X_R-X_L)²+(Y_R-Y_L)²+(Z_R-Z_L)²]^0.5

S411，获取焊缝的方向，即完成S403-S410后，沿焊接方向移动第二CCD相机，并重复步骤S403-S410获得K点的下一坐标点K₁和焊接宽度LR_K1；且保证S405中的第三图像与S411中的第三图像不重合。

S412、连接K点和K₁点获取焊缝方向；

S413、将焊缝方向反馈至第二自行走小车和第二机械臂控制焊接装置沿焊缝移动；即保证第二CCD相机可以一直对焊缝的图像进行采集。

S414、通过LR_K和LR_K1确定K点和K₁点之间的焊接区域，通过焊接区域规划焊接路径。即保证对焊接区域实现满焊，避免出现漏焊的情况。现阶段的焊接机器人具备相应的功能，然后控制第一机械臂和焊接枪进行焊接。

实施例四

一种大型钢结构的自动化加工终端，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的一种大型钢结构的自动化加工方法的步骤。

存储器可用于存储软件程序以及模块,处理器通过运行存储在存储器的软件程序以及模块,从而执行终端的各种功能应用以及数据处理。存储器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执行程序等。

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、或其他易失性固态存储器件。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的一种大型钢结构的自动化加工方法的步骤。

不失一般性，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令数据结构,程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪存或其他固态存储技术,CD-ROM、DVD或其他光学存储﹑磁带盒﹑磁带﹑磁盘存储或其他磁性存储设备。当然,本领域技术人员可知计算机存储介质不局限于上述几种。上述的系统存储器和大容量存储设备可以统称为存储器。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述发明的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种大型钢结构的自动化加工方法，其特征在于，基于一种大型钢结构的自动化加工装置，所述自动化加工装置包括：测量装置和焊接装置；

所述测量装置包括：第一自行走小车(1)、第一CCD相机(2)、第一激光测距仪(4)和第二激光测距仪(3)，所述第一CCD相机(2)、所述第一激光测距仪(4)和所述第二激光测距仪(3)均固定设置在所述第一自行走小车(1)的同一侧，且所述第一激光测距仪(4)与所述第二激光测距仪(3)的测距方向之间存在夹角；

所述焊接装置包括：第二自行走小车(5)、第一机械臂(7)、第二机械臂(6)、第二CCD相机(8)和焊接枪(9)，所述第一机械臂(7)和所述第二机械臂(6)的基座端均与所述第二自行走小车(5)固定连接，所述焊接枪(9)与所述第一机械臂(7)的末端固定连接，所述第二CCD相机(8)与所述第二机械臂(6)的末端固定连接；

以所述第一自行走小车(1)的前进方向为前方，所述第一激光测距仪(4)设置在所述第二激光测距仪(3)的前方，所述第二激光测距仪(3)的测距方向与所述第一自行走小车(1)的前进方向垂直，所述第一激光测距仪(4)的测距方向与所述第一自行走小车(1)的前进方向夹角为锐角；所述第一CCD相机(2)与所述第二激光测距仪(3)相邻设置，且所述第一CCD相机(2)的采集方向与所述第二激光测距仪(3)的测距方向平行；

以焊接方向的前进方向为前方，所述第二机械臂(6)设置在所述第一机械臂(7)的前方，所述第二CCD相机(8)与所述第二机械臂(6)的末端固定连接；

所述自动化加工方法包括：

将钢材(10)水平放置于地面，并控制测量装置沿钢材(10)的长度方向移动，测量钢材(10)的长度，并确定焊接点；

将两个需要焊接的钢材(10)对接；

控制焊接装置移动至焊接处，确定焊缝(20)边界后进行焊接；

其中，焊接方法包括以下步骤：

控制焊接装置移动至焊接处，并使第二CCD相机(8)沿焊缝(20)移动；

确定焊缝(20)边界以及焊缝(20)中心；

获取焊缝(20)的方向，并反馈至第二自行走小车(5)和第二机械臂(6)控制焊接装置沿焊缝(20)移动；

进行焊接路径规划，并控制第一机械臂(7)和焊接枪(9)进行焊接；

确定焊缝(20)边界的方法包括：

通过第二CCD相机(8)采集焊接处的第一图像，并以垂直于焊缝(20)的方向为列方向；

对第一图像进行灰度化，获得第一图像对应的第二图像，所述第二图像为第一图像的灰度图；

在第二图像内筛选第三图像，第三图像为沿列方向设置的条形区域，所述第三图像包括e列像素点；

获取第三图像的灰度累加和，G(p,q)＝∑g(p,q)，其中，p＝1,2,3…,P，q＝1,2,3...e，g(p,q)为第三图像中第p行第q列的像素灰度值，P为第二图像的像素点总行数；

计算边界灰度判定值

计算各行灰度累加值

从第P行向第1行进行搜索判定，当G_H(p,q)＞G_T时，设定此处为左边界；继续搜索判定，当G_H(p,q)＜G_T时，设定此处为右边界；

获取左边界的坐标点L(X_L,Y_L,Z_L),右边界的坐标点R(X_R,Y_R,Z_R)。

2.根据权利要求1所述的一种大型钢结构的自动化加工方法，其特征在于，控制测量装置移动的方法包括：

设定第一自行走小车(1)与钢材(10)的距离，并使第二激光测距仪(3)的测距方向与钢材(10)垂直；

控制第一自行走小车(1)沿钢材(10)移动，并获取第一激光测距仪(4)测得的第一距离，获取第二激光测距仪(3)测得的第二距离；

使第二距离保持恒定，并对第一距离进行监控，若第一距离改变，则控制第一自行走小车修正行进方向；

其中，第一自行走小车(1)的起始位置和结束位置均位于钢材(10)的延长线上。

3.根据权利要求2所述的一种大型钢结构的自动化加工方法，其特征在于，测量钢材(10)的长度的方法包括：

通过第一CCD相机(2)获取钢材(10)的图像函数，f(x,y,t)＝[r(x,y,t),g(x,y,t),b(x,y,t)]，式中r(x,y,t),g(x,y,t),b(x,y,t)分别是图像(x,y)处在t时间的RGB灰度值；

获得时刻T_m时图像第Y列的像素点构成的列向量，F_m＝[f(1,Y,T_m),f(2,Y,T_m),…,f(n,Y,T_m)]^T，式中n为像素点的x轴坐标；

对列向量求导后进行离散化，获取第Y列像素点的变化趋势矩阵：

其中T_m+1为T_m的后一时刻，T_m-1为T_m的前一时刻；

获取第Y列整列像素值的变化趋势矩阵：

获取任意两个不同时刻时的F'值，若两个F'值符号相反，则证明两个不同时刻之间，第一自行走小车(1)经过了钢材(10)的两端竖直边缘；

获取起始位置和结束位置之间的两个竖直边缘，通过第一自行走小车(1)的行走距离获得钢材(10)长度。

4.根据权利要求3所述的一种大型钢结构的自动化加工方法，其特征在于，第三图像的焊缝(20)中心的坐标点

第三图像的焊缝(20)宽度LR_K＝[(X_R-X_L)²+(Y_R-Y_L)²+(Z_R-Z_L)²]^0.5；

沿焊接方向移动第二CCD相机(8)，重复确定焊缝(20)边界步骤和获取坐标点与焊缝宽度步骤，获得K点的下一坐标点K₁和焊接宽度LR_K1；

连接K点和K₁点获取焊缝(20)方向；

通过LR_K和LR_K1确定K点和K₁点之间的焊接区域，通过焊接区域规划焊接路径。

5.一种大型钢结构的自动化加工终端，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-4中任一项所述的一种大型钢结构的自动化加工方法的步骤。

Images