本发明涉及三维扫描检测，具体地说，涉及一种机器人自动化上下料在线光学测量的方法。
背景技术：
1、三维扫描检测是一项重要的技术，在三维扫描检测领域，传统的上下料和测量方式通常依赖人工操作，存在效率低下、精度不高、劳动强度大等问题。人工操作容易受到人为因素的影响，导致测量结果的一致性和准确性难以保证，此外，传统方法在面对大批量生产和复杂工作环境时，难以满足快速、准确的测量需求。
2、由于缺乏自动化和智能化的技术手段，现有技术无法实现工装的自动识别与分类、精确的路径规划和运动控制，这使得生产过程中的效率和精度受到很大限制，同时，传统方法在实时监测和偏差调整方面存在不足，不能及时发现和纠正机器人运动过程中的偏差，从而影响测量的准确性和可靠性，为了解决这一技术问题，于是我们提供了一种机器人自动化上下料在线光学测量的方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种机器人自动化上下料在线光学测量的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明目的之一在于，提供了一种机器人自动化上下料在线光学测量的方法，包括以下步骤：
3、s1、在机器人的电动夹爪上安装微型摄像头和传感器，所述微型摄像头用于拍摄工装图像，并对工装图像进行灰度化和中值滤波处理，得到预处理工装图像，将预处理工装图像输入至工装识别模型中，工装识别模型对预处理工装图像进行识别和分类；
4、s2、完成识别和分类后，机器人电动夹爪抓紧工装从物料台抓取到转台上，机器人电动夹爪上的传感器采集工装从物料台抓取到转台上移动过程中的加速度和角速度，并根据加速度和角速度积分得到机器人电动夹爪的位移和角度变化，建立与测量误差的增益函数；
5、s3、对机器人工作空间进行建模，将机器人的电动夹爪从初始位置到工装位置再到扫描仪位置的运动路径规划作为目标，并采用路径规划算法对机器人夹爪进行路径规划；
6、s4、根据规划路径控制机器人的电动夹爪运动，实时监测其移动过程中的加速度和角速度并与规划路径对比，若与规划路径发生偏差，则通过增益函数对机器人的电动夹爪进行调整。
7、作为本技术方案的进一步改进，所述s1中微型摄像头用于拍摄工装图像，并对工装图像进行灰度化和中值滤波处理的方式，具体包括：
8、利用神经网络学习不同工装图像的色彩特征分布规律，自动调整工装图像中每个像素点转换为灰度值的权重，完成对工装图像的灰度化后，将工装图像划分成若干个固定大小的子区域，并计算每个子区域内像素值的方差，将方差的平均值作为阈值，高于阈值的区域定为复杂区域，低于阈值的定为平滑区域，对于复杂区域的子区域将窗口大小设为，对于平滑区域的子区域将窗口大小设为，所述的窗口大小用于保留复杂区域的细节，所述的窗口大小用于去除噪声。
9、作为本技术方案的进一步改进，所述s1中将预处理工装图像输入至工装识别模型中，工装识别模型对预处理工装图像进行识别和分类的方式，具体包括：
10、收集各种不同类型工装的标准工装图像作为模板，对每个标准工装图像进行灰度化和中值滤波处理，并通过边缘检测算法提取标准工装图像的边缘轮廓特征建立工装识别模型，当机器人电动夹爪从物料台上抓紧工装时，机器人电动夹爪上的微型摄像头采集待识别的工装图像，并提取出待识别的工装图像的轮廓特征，将待识别的工装图像的轮廓特征与工装识别模型中的标准工装图像的边缘轮廓特征进行相似度比较，根据相似度的值，对待识别的工装图像进行识别分类，若出现不符合该批次的其他工装，则工作台停止工作并发出警报提示音。
11、作为本技术方案的进一步改进，所述s2中机器人电动夹爪上的传感器采集工装从物料台抓取到转台上移动过程中的加速度和角速度的方式，具体包括：
12、将传感器安装于机器人电动夹爪的关节处，并将传感器与机器人的控制系统相连，当机器人夹爪开始抓取并移动工装时，触发传感器的数据采集功能，并将采集到的加速度和角速度暂存于控制系统缓存区，通过采用二阶低通滤波算法去除噪声，然后根据传感器的灵敏度系数，把加速度传感器输出的数值编码转换为以米每二次方秒为单位的加速度值和弧度每秒为单位的角速度值，获取机器人电动夹爪从物料台抓取到转台上移动过程中的加速度和角速度。
13、作为本技术方案的进一步改进，所述s2中根据加速度和角速度积分得到机器人电动夹爪的位移和角度变化，建立与测量误差的增益函数的方式，具体包括：
14、当机器人电动夹爪抓紧工装从物料台开始移动到转台时，夹爪上的传感器会实时测量加速度和角速度，设机器人电动夹爪开始运动的初始速度为，初始位置为物料台的位置，从物料台移动到转台这个过程中，通过对加速度进行积分得到速度，所述速度，再对速度进行积分得出机器人电动夹爪在空间中的位移，所述位移，其中，表示为内层积分变量，表示为不同时刻时机器人电动夹爪的瞬时加速度，同时，设初始角度，对角速度进行积分得到机器人电动夹爪在移动过程中的角度变化，所述；
15、在测量过程中，存在测量误差，根据历史数据获得位移的变化对测量工装的最终位置的影响系数为，角度的变化对工装的姿态测量的影响系数为，环境影响系数为，则测量误差的增益函数表示为：
16、；
17、其中，表示为测量误差的增益函数。
18、作为本技术方案的进一步改进，所述s3中对机器人工作空间进行建模的方式，具体包括：
19、将机器人的电动夹爪从初始位置到工装位置再到扫描仪位置的整个运动过程比做成圆周运动，所述圆周运动为机器人的手臂绕着固定轴旋转，并且在垂直于旋转轴的平面内具有伸缩范围，对旋转半径和高度范围进行测量，将旋转半径记为，高度范围记为，则对机器人工作空间进行建模的表达式为，其中，为三维空间的三个坐标轴。
20、作为本技术方案的进一步改进，所述将机器人的电动夹爪从初始位置到工装位置再到扫描仪位置的运动路径规划作为目标，并采用路径规划算法对机器人夹爪进行路径规划的方法，具体步骤如下：
21、s3.1、将机器人电动夹爪的初始位置记为，工装位置记为以及扫描仪位置记为，计算机器人电动夹爪从初始位置到工装位置的直线方程；
22、s3.2、沿着这条直线，按照0.1的步长离散化路径点，得到一系列中间点，对于每个中间点，校验是否满足圆柱体空间工作约束，若不满足，则将超出的点沿着圆柱体的边界移动到合法位置，所述合法位置的范围为；
23、s3.3、重复上述步骤，计算出机器人夹爪从工装位置到扫描仪位置的直线参数方程，将机器人电动夹爪从初始位置到工装位置的直线方程和从工装位置到扫描仪位置的直线方程组合得到规划路径。
24、作为本技术方案的进一步改进，所述s4中通过增益函数对机器人的电动夹爪进行调整的方式，具体包括：
25、根据路径规划算法得到机器人的电动夹爪从初始位置到工装位置再到扫描仪位置的规划路径，所述规划路径由一系列离散点组成，每个点对应的空间坐标为，将计算得到的位移和角度与规划路径中对应时刻的位置和姿态进行对比，设规划路径上对应时刻的位置坐标为，姿态角度为，则位置偏差分别为、以及，角度偏差为，将测量误差增益函数代入，则调整后的速度和角速度分别为：
26、；
27、；
28、机器人控制系统根据调整后的速度和角速度控制电动夹爪运动，使其回到规划路径上，到达最终扫描仪的位置。
29、与现有技术相比，本发明的有益效果：
30、一种机器人自动化上下料在线光学测量的方法中，实现了机器人自动化上下料和在线光学测量，提高了生产效率，减少了人工操作带来的误差和劳动强度，通过工装识别模型对工装图像进行识别和分类，能够准确地抓取和处理不同类型的工装，提高了生产的准确性和可靠性，对机器人工作空间进行建模，并采用路径规划算法，考虑了路径最短距离和运动平稳性，能够优化机器人的运动路径，提高工作效率和稳定性，实时监测机器人电动夹爪的运动，并通过增益函数进行调整，能够及时纠正与规划路径的偏差，确保机器人准确到达目标位置，提高了测量的准确性。
1.一种机器人自动化上下料在线光学测量的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的机器人自动化上下料在线光学测量的方法，其特征在于：所述s1中微型摄像头用于拍摄工装图像，并对工装图像进行灰度化和中值滤波处理的方式，具体包括：
3.根据权利要求1所述的机器人自动化上下料在线光学测量的方法，其特征在于：所述s1中将预处理工装图像输入至工装识别模型中，工装识别模型对预处理工装图像进行识别和分类的方式，具体包括：
4.根据权利要求1所述的机器人自动化上下料在线光学测量的方法，其特征在于：所述s2中机器人电动夹爪上的传感器采集工装从物料台抓取到转台上移动过程中的加速度和角速度的方式，具体包括：
5.根据权利要求1所述的机器人自动化上下料在线光学测量的方法，其特征在于：所述s2中根据加速度和角速度积分得到机器人电动夹爪的位移和角度变化，建立与测量误差的增益函数的方式，具体包括：
6.根据权利要求1所述的机器人自动化上下料在线光学测量的方法，其特征在于：所述s3中对机器人工作空间进行建模的方式，具体包括：
7.根据权利要求1所述的机器人自动化上下料在线光学测量的方法，其特征在于：所述s3中将机器人的电动夹爪从初始位置到工装位置再到扫描仪位置的运动路径规划作为目标，并采用路径规划算法对机器人夹爪进行路径规划的方法，具体步骤如下：
8.根据权利要求1所述的机器人自动化上下料在线光学测量的方法，其特征在于：所述s4中通过增益函数对机器人的电动夹爪进行调整的方式，具体包括：
