一种多面体中心的标定方法技术

本发明专利技术涉及一种球体中心的标定方法，包括以下步骤：步骤1：采集数据；步骤2：分等份；步骤3：相机标定；步骤4：计算中心位置；步骤5：计算法向量；步骤6：根据至少两个等份的法向量计算球体的中心位置；步骤7：根据球体的中心位置计算得到其他未被相机识别的等份的中心位置。本发明专利技术能够大大降低标定过程的复杂度。

A calibration method of polyhedron Center

【技术实现步骤摘要】
一种多面体中心的标定方法
本专利技术涉及三维标定方法，尤其涉及一种球体中心的标定方法。
技术介绍
现有技术中，传统的相机或摄像头标定方法需要测量得到精确的实物位置信息，然后与图像坐标信息联立求解相机的内参数，传统的相机标定方法的缺点是标定过程比较复杂，应用场景单一，不适合复杂多变的应用场景，同时其工作效率也较低。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种球体中心的标定方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种球体中心的标定方法，包括以下步骤：步骤1：采集数据，通过摄像头拍摄球体；步骤2：分等份，将球体的外表面分割成面积均相同的等份；步骤3：相机标定，相机识别到球体表面上至少两个等份的唯一编码标识；步骤4：计算中心位置，计算出相机识别到的至少两个等份的中心位置；步骤5：计算法向量，根据中心位置计算至少两个等份的法向量；步骤6：根据至少两个等份的法向量计算球体的中心位置；步骤7：根据球体的中心位置计算得到其他未被相机识别的等份的中心位置。优选地，所述的一种球体中心的标定方法，所述步骤2中分等份的面至少2面。优选地，所述的一种球体中心的标定方法，所述步骤2中编码标识为二维码、条形码或其他机器可识别的编码中的一种。优选地，所述的一种球体中心的标定方法，所述步骤3中的中心位置为中心坐标。优选地，所述的一种球体中心的标定方法，所述步骤4中的法向量为中心坐标的法向量。<br>优选地，所述的一种球体中心的标定方法，包括以下步骤：步骤1：采集数据，通过摄像头拍摄获取物品信息为球体；步骤2：分等份，将球体的外表面分割成面积均相同的等份；步骤3：相机标定，识别球体中两个面上的二维码，或者三个面上的二维码；步骤4：计算中心位置，分别计算出被步骤2中已识别出的两个面的中心坐标(xi，yi，zi)，即两面中心坐标为(x1，y1，z1)和(x2，y2，z2)，或者三面的中心位置(x1，y1，z1)、(x2，y2，z2)和(x3，y3，z3)；步骤5：计算法向量，在计算完中心位置后，分别计算出已识别出的两个面或三个面的中心的法向量(rxi，ryi，rzi)；步骤6：将步骤4中计算出来的两个面或三个面的法向量进行反向延伸；步骤7：计算多个已被识别的中心法向量反向延长线的最优化交点，得到六面体的中心(x0，y0，z0)；步骤8：通过六面体的中心(x0，y0，z0)反推其他未识别的面的中心坐标。借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：本专利技术能够通过光学与机器视觉方式实现精密测量的标定多面体的中心位置以及多面体中各个面的中心位置，只需要一个相机或摄像头，即可获取一个规则多面体的中心和方位，能够大大降低标定过程的复杂度，其应用场景灵活不受限制，识别速度快，精度高，提高了机器人识别的效率。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本专利技术中球体表面等份的示意图；图2是本专利技术中摄像头拍摄到球体等份后的示意图；图3是本专利技术中球体等份面上设有唯一的编码标的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例如图1、图2和图3所示，一种球体中心的标定方法，包括以下步骤：步骤1：采集数据，通过摄像头拍摄球体；步骤2：分等份，将球体的外表面分割成面积均相同的等份；步骤3：相机标定，相机识别到球体表面上至少两个等份的唯一编码标识；步骤4：计算中心位置，计算出相机识别到的至少两个等份的中心位置；步骤5：计算法向量，根据中心位置计算至少两个等份的法向量；步骤6：根据至少两个等份的法向量计算球体的中心位置；步骤7：根据球体的中心位置计算得到其他未被相机识别的等份的中心位置。本专利技术中所述步骤2中分等份的面至少2面。本专利技术中所述步骤2中编码标识为二维码、条形码或其他机器可识别的编码中的一种。本专利技术中所述步骤3中的中心位置为中心坐标。本专利技术中所述步骤4中的法向量为中心坐标的法向量。实施例一一种球体中心的标定方法，包括以下步骤：步骤1：采集数据，通过摄像头拍摄获取物品信息为球体；步骤2：分等份，将球体的外表面分割成面积均相同的等份；步骤3：相机标定，识别球体中两个面上的二维码，或者三个面上的二维码；步骤4：计算中心位置，分别计算出被步骤2中已识别出的两个面的中心坐标(xi，yi，zi)，即两面中心坐标为(x1，y1，z1)和(x2，y2，z2)，或者三面的中心位置(x1，y1，z1)、(x2，y2，z2)和(x3，y3，z3)；步骤5：计算法向量，在计算完中心位置后，分别计算出已识别出的两个面或三个面的中心的法向量(rxi，ryi，rzi)；步骤6：将步骤4中计算出来的两个面或三个面的法向量进行反向延伸；步骤7：计算多个已被识别的中心法向量反向延长线的最优化交点，得到六面体的中心(x0，y0，z0)；步骤8：通过六面体的中心(x0，y0，z0)反推其他未识别的面的中心坐标。上述的步骤4、步骤5、步骤7和步骤8中涉及的计算公式都是本领域技术人员已知的技术。本专利技术中相机或摄像头由于拍摄角度不同识别到的面数不同，至少需要识别到两个面才能计算球体的中心位置，但实际可能会有误差，因此如果识别到三个面或者更多的面再计算会降低误差，识别到的面数越多误差越小。另外，运用该方法识别出球体各个面的中心位置，可以应用到机器人或机械手臂的抓取领域。日常生活中球体的结构很多，比如篮球足球乒乓球，轴承里的滚珠等等，因此该方法应用领域较广。本专利技术能够通过光学与机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种球体中心的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：采集数据，通过摄像头拍摄球体；/n步骤2：分等份，将球体的外表面分割成面积均相同的等份；/n步骤3：相机标定，相机识别到球体表面上至少两个等份的唯一编码标识；/n步骤4：计算中心位置，计算出相机识别到的至少两个等份的中心位置；/n步骤5：计算法向量，根据中心位置计算至少两个等份的法向量；/n步骤6：根据至少两个等份的法向量计算球体的中心位置；/n步骤7：根据球体的中心位置计算得到其他未被相机识别的等份的中心位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种球体中心的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：采集数据，通过摄像头拍摄球体；
步骤2：分等份，将球体的外表面分割成面积均相同的等份；
步骤3：相机标定，相机识别到球体表面上至少两个等份的唯一编码标识；
步骤4：计算中心位置，计算出相机识别到的至少两个等份的中心位置；
步骤5：计算法向量，根据中心位置计算至少两个等份的法向量；
步骤6：根据至少两个等份的法向量计算球体的中心位置；
步骤7：根据球体的中心位置计算得到其他未被相机识别的等份的中心位置。


2.根据权利要求1所述的一种球体中心的标定方法，其特征在于：所述步骤2中分等份的面至少2面。


3.根据权利要求1所述的一种球体中心的标定方法，其特征在于：所述步骤2中编码标识为二维码、条形码或其他机器可识别的编码中的一种。


4.根据权利要求1所述的一种球体中心的标定方法，其特征在于：所述步骤3中的中心位置为中心坐标。


5.根据权利要求1所述的一种球体中心的标定方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宁，程文涛，钟才明，符强，周丽娟，米鹏飞，
申请(专利权)人：苏州伟信奥图智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32