平面测距方法及系统和机械手调校平面的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种平面测距方法及系统和机械手调校平面的方法及系统，其中平面测距方法包括S1、图像采集设备采集平面上标定块的图像，所述标定块中设置有两个标定标记；S2、计算所述图像中所述标定标记之间的像素距离；S3、根据直线方程计算所述图像采集设备与所述平面之间的垂直距离，所述直线方程为：

【技术实现步骤摘要】
平面测距方法及系统和机械手调校平面的方法及系统
本专利技术涉及计算机视觉领域，特别涉及一种平面测距方法及系统和机械手调校平面的方法及系统。
技术介绍
在机械手示教多个平台点位时，往往平台的高度都有一定误差，不能达到同一平面，就需要繁琐的手动测量及调节，费时费力，精度也不高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中机械手示教多个平台点位时，需要繁琐的手动测量来使各平台处于同一平面的缺陷，提供一种平面测距方法及系统和机械手调校平面的方法及系统。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：本专利技术提供一种平面测距方法，其特点是，包括：S1、图像采集设备采集平面上标定块的图像，所述标定块中设置有两个标定标记；S2、计算所述图像中所述标定标记之间的像素距离；S3、根据直线方程计算所述图像采集设备与所述平面之间的垂直距离，所述直线方程为：其中为计算得到的所述图像采集设备垂直于所述平面的垂直距离，x为两个所述标定标记之间的像素距离，和为所述直线方程的最优参数。较佳地，在步骤S3前，所述平面测距方法还包括：S301、所述图像采集设备至少3次分别采集所述标定块的图像，每次采集中所述图像采集设备与所述标定块的垂直距离为已知且不相同，并获得每个垂直距离所对应的所述标定标记之间的像素距离；S302、采用最小二乘法递归标定出所述直线方程的最优参数，其中最优参数满足：和最优参数满足：其中，yi为已知的第i个垂直距离，xi为yi对应的所述标定标记之间的像素距离，N为已知的垂直距离的总个数，且N≥3；S303、建立所述直线方程，所述直线方程为：较佳地，所述图像采集设备包括单目相机。较佳地，所述标定标记包括具有中心特征的标记。本专利技术还提供一种平面测距系统，其特点是，包括图像采集设备、计算单元和标定块；所述图像采集设备用于采集标定块的图像，所述标定块放置于所述平面上，所述标定块中设置有两个标定标记；所述计算单元用于计算所述图像中所述标定标记之间的像素距离；所述计算单元还用于根据直线方程计算所述图像采集设备与所述平面之间的垂直距离，所述直线方程为：其中为计算得到的所述图像采集设备垂直于所述平面的垂直距离，x为两个所述标定标记之间的像素距离，和为所述直线方程的最优参数。较佳地，所述平面测距系统还包括参数标定单元；所述图像采集设备还用于至少3次分别采集所述标定块的图像，每次采集中所述图像采集设备与所述标定块的垂直距离为已知且不相同；所述计算单元还用于获得每个垂直距离所对应的所述标定标记之间的像素距离；所述参数标定单元用于根据最小二乘法递归标定出所述直线方程的最优参数，其中最优参数满足：和最优参数满足：其中，yi为已知的第i个垂直距离，xi为yi对应的所述标定标记之间的像素距离，N为已知的垂直距离的个数，且N≥3；所述参数标定单元还用于建立所述直线方程，所述直线方程为较佳地，所述图像采集设备包括单目相机。较佳地，所述标定标记包括具有中心特征的标记图形。本专利技术还提供一种机械手调校平面的方法，其特点是，包括前述任一项所述的平面测距方法，所述图像采集设备安装于所述机械手中；所述机械手调校平面的方法还包括：判断所述平面测距方法计算到的所述图像采集设备与所述平面之间的垂直距离是否符合预设距离值，若否则移动所述机械手以使所述图像采集设备与所述平面之间的垂直距离符合所述预设距离值。本专利技术还提供一种机械手调校平面的系统，其特点是，包括前述任一项所述的平面测距系统，所述图像采集设备安装于所述机械手中；所述机械手调校平面的系统还包括判断单元和调整单元，所述判断单元用于判断所述平面测距系统计算到的所述图像采集设备与所述平面之间的垂直距离是否符合预设距离值，当判断结果为否时，调用调整单元；所述调整单元用于移动所述机械手以使所述图像采集设备与所述平面之间的垂直距离符合所述预设距离值。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术根据图像采集设备如相机距离固定物平面的高度与固定物体的成像尺寸成线性关系，通过最小二乘法回归标定得到该线性方程的参数，从而在利用图像采集设备采集固定物平面信息后，获得像素距离信息，然后可利用该直线方程计算出图像采集设备距离固定物平面的距离。另外，由于该直线方程代表了图像采集设备位置与图像像素信息之间的关系，从而可用于机械手示教平台，这样每次机械手上的相机获得平台上标定物体的成像尺寸，再根据该关系就可计算出机械手的高度位姿，从而完成机械手对平台的标定，平台的标定无需手动测量，标定误差非常小，可保证不同平台能够处于同一平面。附图说明图1为本专利技术的实施例1的平面测距方法的流程图。图2为本专利技术的实施例1的平面测距方法的图像采集示意图。图3为本专利技术的实施例1的平面测距方法的标定块及标定标识件像素距离的示意图。图4为本专利技术的实施例1的平面测距方法的实际距离与像素距离的折线图。图5为本专利技术的实施例1的平面测距方法的测距误差的折线图。图6为本专利技术的实施例2的平面测距系统的组成示意图。图7为本专利技术的实施例4的机械手调校平面的系统的组成示意图。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。实施例1如图1所示，本实施例涉及的平面测距方法，包括以下步骤：S10、图像采集设备采集平面上标定块的图像，所述标定块中设置有两个标定标记。具体实施时，所述图像采集设备可优选单目相机；如图2所示，相机可位于平面上方并在距离标定块的垂直高度为H的位置来进行图像采集，当然相机可以垂直采集平面上标定块的图像，从而简化相机距离平面的高度与所述标定标记间像素距离的关系。具体实施中，所述标定标记优选具有中心特征的标记，比如所述标定标记可采用如图3所示的圆形形状或圆形图案。S20、计算所述图像中所述标定标记之间的像素距离。这样在所述图像采集设备完成图像采集后，通过计算就可获得两个标定标记之间的像素距离，比如计算出所述标定标记的中心之间的像素距离x。S30、根据直线方程计算所述图像采集设备与所述平面之间的垂直距离，所述直线方程为：其中为计算得到的所述图像采集设备垂直于所述平面的垂直距离，x为两个所述标定标记之间的像素距离，和为所述直线方程的最优参数。这样，根据所述直线方程，通过采集得到的图像中的标定标记之间的像素距离，就可反向计算出图像采集设备距离平面的距离，从而实现平面测距，测距步骤简单，测距精度高。为建立出所述直线方程，这时可基于相机距离平面的高度与固定物体成像尺寸的大小成线性关系，从而通过相机距离标定块的不同垂直距离来标定出该线性关系，因此在标定该线性关系时采用了以下步骤：S301、所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平面测距方法，其特征在于，包括：/nS1、图像采集设备采集平面上标定块的图像，所述标定块中设置有两个标定标记；/nS2、计算所述图像中所述标定标记之间的像素距离；/nS3、根据直线方程计算所述图像采集设备与所述平面之间的垂直距离，所述直线方程为：

【技术特征摘要】
1.一种平面测距方法，其特征在于，包括：
S1、图像采集设备采集平面上标定块的图像，所述标定块中设置有两个标定标记；
S2、计算所述图像中所述标定标记之间的像素距离；
S3、根据直线方程计算所述图像采集设备与所述平面之间的垂直距离，所述直线方程为：其中为计算得到的所述图像采集设备垂直于所述平面的垂直距离，x为两个所述标定标记之间的像素距离，和为所述直线方程的最优参数。


2.如权利要求1所述的平面测距方法，其特征在于，在步骤S3前，所述平面测距方法还包括：
S301、所述图像采集设备至少3次分别采集所述标定块的图像，每次采集中所述图像采集设备与所述标定块的垂直距离为已知且不相同，并获得每个垂直距离所对应的所述标定标记之间的像素距离；
S302、采用最小二乘法递归标定出所述直线方程的最优参数，其中最优参数满足：



和最优参数满足：



其中，yi为已知的第i个垂直距离，xi为yi对应的所述标定标记之间的像素距离，N为已知的垂直距离的总个数，且N≥3；
S303、建立所述直线方程，所述直线方程为：


3.如权利要求1所述的平面测距方法，其特征在于，所述图像采集设备包括单目相机。


4.如权利要求1所述的平面测距方法，其特征在于，所述标定标记包括具有中心特征的标记。


5.一种平面测距系统，其特征在于，包括图像采集设备、计算单元和标定块；
所述图像采集设备用于采集标定块的图像，所述标定块放置于所述平面上，所述标定块中设置有两个标定标记；
所述计算单元用于计算所述图像中所述标定标记之间的像素距离；
所述计算单元还用于根据直线方程计算所述图像采集设备与所述平面之间的垂直距离，所述直线方程为：其中为计算得到的所述图像采集设备垂直于所述平面的垂直距离，x为两个所述标定标记之间的像素距离，和为所述直线方...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙双立，
申请(专利权)人：上海葩弥智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31