基于3D视觉的切割机器人路径规划研究.pdfVIP

第54卷第5期热加工工艺ISSN1001-3814

2025年3月HotWorkingTechnologyCN61-1133/TG

引用格式：王晓强，马行，穆春阳，等.基于3D视觉的切割机器人路径规划研究[J].热加工工艺，2025,54(5)：41-45+50.

DOl:10.14158/ki.1001-3814

riggy@

基于3D视觉的切割机器人路径规划研究

王晓强1，马行12，穆春阳”，张春涛3，翟巍12

（1.北方民族大学电气信息工程学院，宁夏银川750021；2.宁夏智能信息与大数据处理重点实验室，宁夏银川

750021;3.北方民族大学机电工程学院，宁夏银川750021)

摘要：为提高机器人在切割工件时的精确度，对3D视觉切割机器人进行了路径规划研究。根据3D相机视场固

定的特点，采用一种求解手眼关系矩阵的多点标定法对摄像机进行标定。将3D相机采样得到的点云数据转化为机器

人坐标系下的点云数据。针对点云数据处理，提出阈值自适应采样法，使用三次多项式对预切割空间曲线进行拟合。采

用一种姿态估计算法，通过对切割微切平面进行拟合，完成切割机器人作业空间前进矢量和进给矢量的计算，将规划结

果应用于机器人切割作业。实验结果表明，该系统误差在0.24mm以内，切割轨迹线形良好，可满足切割机器人系统的

要求。

关键词：切割机器人；3D视觉；阈值采样；手眼关系

中图分类号：TG48；TP242文献标识码A文章编号：1001-3814(2025)05-0041-05

3DVision-basedPathPlanningforCuttingRobots

WANGXiaoqiang2,MAXing2,MUChunyang*,ZHANGChuntao2,ZHAIWeil?

(1.SchoolofElectricalandInformationEngineering,NorthMinzuUniversity,Yinchuan750021,China;2.TheKey

LaboratoryofIntelligentInformationandBigDataProcessingofNingxiaProvince,Yinchuan750021,China;3.Schoolof

MechatronicEngineering,NorthMinzuUniversity,Yinchuan750021,China)

Abstract:Inordertoimprovetherobotsaccuracywhencuttingworkpieces,apathplanningstudywascarriedoutona

3Dvisioncuttingrobot.Amulti-pointcalibrationmethodthatsolvesthehand-eyerelationshipmatrixwasusedtocalibratethe

cameraaccordingtothefixedviewfieldofthe3Dcamera.Thepointclouddataobtainedbythe3Dcamerasamplingwas

transformedintopointclouddataintherobotcoordinatesystem.Athresholdadaptivesamplingmethodwas