近年来随着制鞋业的飞速发展,导致不少鞋企间无序竞争,加上制鞋工艺自动化程度低,造成生产出的鞋子质量不稳定。传统的制鞋工艺对工人技术熟练程度要求高,而且存在一定安全隐患,同时对于环境也会造成不同程度的污染。如今招工难、劳动力成本不断上升等问题也已经成为了鞋企发展的一大瓶颈。因此智能化、自动化,绿色化生产开始提上日程。本文以鞋底喷胶工艺中的喷胶轨迹定位过程为研究对象,将双线结构光3D视觉系统结合工业机器人技术应用其中,并深入研究了鞋底三维模型的重建方法与鞋底喷胶轨迹的生成方法。传统的单线结构光测量方式在进行鞋底扫描过程中经常会出现由于鞋底侧面遮挡激光光条,造成鞋子底面部分区域扫描不到的情况,从而使重建出的鞋底模型存在缺陷。为了解决鞋底扫描过程中存在的上述问题,本文提出采用双线结构光分别从鞋底两侧进行扫描的方法,然后将这两组点云数据进行拼接,最终得到完整无缺陷的鞋底三维模型。该方法有效地解决了重建出模型的缺陷问题,因此具有一定的理论意义和实用价值。本论文的主要工作如下:(1)线结构光视觉系统中摄像机的标定以及激光平面的标定。通过对摄像机成像模型和线结构光标定原理的分析后,首先对摄像机进行标定实验,得到摄像机的内参、外参和畸变系数。根据摄像机的内、外参数和畸变系数,并结合线结构光系统原理,再对激光平面进行标定,得到摄像机和线激光器之间的位置关系。(2)鞋底的三维重建和点云拼接过程。利用双线结构光系统分别从鞋底两侧对鞋底进行扫描,通过摄像机获取激光光条图像,然后利用算法对采集到的光条图像进行处理,求得光条的中心。通过上述图像处理过程后重建出鞋底左、右两侧的两组点云数据,然后利用ICP(Iterative Closest Points)算法对两组点云进行拼接,得到完整的鞋底模型。(3)鞋底喷胶轨迹的生成。将激光光条投射在鞋底上时,在鞋底两侧所形成的断裂点和弯折点作为点集提取出来,采用插值算法进行计算,求得鞋底的内轮廓线。通过求取鞋底内轮廓线的弦长偏置曲线的方法,最终求得视觉系统下的鞋底喷胶轨迹。(4)对线结构光视觉系统和喷胶机器人进行手眼标定。分别对Eye-in-Hand和Eye-to-Hand两种手眼标定方式进行分析,结合本文项目的实际应用场景选取Eye-to-Hand手眼标定形式。通过对Eye-to-Hand形式的原理推导,将输入数据的具体坐标值变为坐标差值,并进行迭代优化。利用优化后的手眼标定算法进行实验,将鞋底喷胶轨迹在视觉系统中的坐标转换到喷胶机器人所处的空间坐标系中。