基于工业机器人的三维测量系统研究  

作　　者：张世平 邓三鹏[1,2] 张香玲 王凯 曹宇聪[1,2] 

机构地区：[1]天津职业技术师范大学机器人及智能装备研究院,天津300222 [2]天津市智能机器人技术及应用企业重点实验室,天津300350 [3]天津博诺智创机器人技术有限公司,天津300350

出　　处：《装备制造技术》2025年第1期7-10,共4页Equipment Manufacturing Technology

基　　金：天津市重点研发计划院市合作项目(23YFYSHZ00280);天津市教委科研计划自然科学重点项目(2022ZD032)。

摘　　要：三维测量技术在现代工业制造中得到广泛应用,成为工业测量领域的关键研究方向。针对人工三维测量速度慢、效率低、稳定性不足的问题,设计一套基于工业机器人与三维扫描仪的自动化三维测量系统。系统由工业机器人、三维激光扫描仪、主机和测量平台组成,能够有效提高测量自动化程度和精度。提出了一种自适应网格划分方法,依据被测物的曲面复杂度生成不同密度的三角网格,通过在复杂曲面区域提高网格密度细致描述被测物表面特征,在简单曲面区域降低网格密度,进而优化视点生成的效率并减少冗余扫描视点;为了提高法线估计的准确性,采用了局部平面拟合与质心计算相结合的方法,从而提升了法线估计的准确性;针对测量路径规划问题,采用了基于向量聚类和A^(*)算法的路径规划方法,在保持规划路径最优的前提下,确保测量过程的稳定性与连贯性。实验结果显示,设计的自动化三维测量系统显著提高了测量效率和精度,系统测量平均时间为22.18 s,被测物点云数据达99.2%,可有效替代人工手持测量方式,满足现代工业对高精度和高效率测量的需求。

关 键 词：工业机器人 三维测量 视点规划 三维重建 

分 类 号：TP242.2[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]