监测柱状物体行进过程的方法、系统及计算机设备技术方案

本申请涉及一种监测柱状物体行进过程的方法、系统及计算机设备。上述监测柱状物体行进过程的方法，包括向待测物体表面发射一组条纹结构光。根据所述待测物体表面反射的信号光，获取一组图像数据。根据所述图像数据和系统的标定参数，获得所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量，从而能够在柱状物体行进过程中实现高速高精度的监测和反馈。上述方法操作简单，且测量速度快且精度高，数据处理简单。

【技术实现步骤摘要】
监测柱状物体行进过程的方法、系统及计算机设备
本申请涉及三维测量领域，特别是涉及一种监测柱状物体行进过程的方法、系统及计算机设备。
技术介绍
目前在一些高精密的工业制造、探测及医疗设备的工作过程中，常需要将探针、导管等圆柱状物体与目标位置进行对准和插入。但是受到机械运动误差、人为操作等外界因素的干扰，整个行进过程需要不断反馈和校准。因此，需要一种无接触高精度监测方法和系统，能够对圆柱状物体的空间位置和运动轨迹进行高精度的监测并反馈给控制系统进行校准，从而保证圆柱状物体与目标位置进行顺利对准和插入。
技术实现思路
基于此，本申请提供一种监测柱状物体行进过程的方法、系统及计算机设备，以对柱状物体的空间位置和运动轨迹进行高精度的监测。一种监测柱状物体行进过程的方法，包括：向待测物体表面发射一组条纹结构光；根据所述待测物体表面反射的信号光，获取一组图像数据；根据所述图像数据和系统的标定参数，获得所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量。在其中一个实施例中，所述根据所述图像数据和系统的标定参数，获得所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量的步骤包括：根据所述图像数据和系统的标定参数，确定所述待测物体的三维点云信息；对所述三维点云信息进行拟合，获得所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量。在其中一个实施例中，所述根据所述图像数据和系统的标定参数，确定所述待测物体的三维点云信息的步骤包括：根据所述图像数据的灰度值，确定带有所述待测物体的相位信息；>根据所述标定参数，将所述相位信息转换为所述三维点云信息。在其中一个实施例中，所述待测物体的相位信息与所述灰度值的关系式为：其中，为待测物体的相位信息，In为第n个图像数据对应的灰度值。在其中一个实施例中，所述条纹结构光为正弦分布的相移条纹结构光。在其中一个实施例中，所述根据所述图像数据和系统的标定参数，获得所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量的步骤之后包括：根据所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量，计算述待测物体与目标的相对空间位置。一种监测柱状物体行进过程的系统，包括：投影设备，用于向待测物体表面发射一组条纹结构光；探测器，与所述投影设备连接，用于根据所述待测物体表面反射的信号光，获取一组图像数据；以及处理器，与所述探测器连接，用于根据所述图像数据和系统的标定参数，获得所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量。在其中一个实施例中，所述处理器包括：参数设置模块，与所述投影设备连接，用于设置条纹结构光的参数，并发送至所述投影设备；以及；数据处理模块，与所述探测器连接，用于根据所述图像数据和系统的标定参数，确定所述待测物体的三维点云信息，还用于对所述三维点云信息进行拟合，获得所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量。在其中一个实施例中，所述处理器还包括：计算模块，与数据处理模块连接，用于根据所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量，计算述待测物体与目标的相对空间位置。一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中任一项所述的根据所述图像数据和系统的标定参数，获得所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量的步骤。上述监测柱状物体行进过程的方法，包括向待测物体表面发射一组条纹结构光。根据所述待测物体表面反射的信号光，获取一组图像数据。根据所述图像数据和系统的标定参数，获得所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量，从而能够在柱状物体行进过程中实现高速高精度的监测和反馈。上述方法操作简单，且测量速度快且精度高，数据处理简单。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。图1为本申请一个实施例提供的监测柱状物体行进过程的方法流程图；图2为本申请一个实施例提供的监测柱状物体行进过程的系统结构图；图3为本申请另一个实施例提供的监测柱状物体行进过程的系统结构图；图4为本申请第一实施例提供的监测柱状物体行进过程的系统应用于高精密焊接系统的结构图；图5为本申请第二实施例提供的监测柱状物体行进过程的系统应用于高精密针管插入系统的结构图；图6为本申请一个实施例提供的在第二实施例中获取的针和导管的监测数据图；图7为本申请一个实施例提供的在第二实施例中计算得到针和导管的相位数据图；图8为本申请一个实施例提供的在第二实施例中计算得到针和导管的三维点云数据图；图9为本申请一个实施例提供的在第二实施例中计算得到针和导管中轴的基点和方向向量。主要元件附图标号说明10、投影设备；20、探测器；30、处理器；31、参数设置模块；32、数据处理模块；33、计算模块；40、焊接设备；41、焊针；50、焊接目标；60、机械臂；70、注射装置；71、注射针；72、注射目标；73、导管；80、摆角设备；90、三维位移平台具体实施方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一获取模块称为第二获取模块，且类似地，可将第二获取模块称为第一获取模块。第一获取模块和第二获取模块两者都是获取模块，但其不是同一个获取模块。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请参见图1，本申请提供一种监测柱状物体行进过程的方法。一种监测柱状物体行进过程的方法，包括：S10，向待测物体表面发射一组条纹结构光。步骤S10中，所述待测物体可以为圆柱状物体。所述待测物体还可以为立柱状物体。在其中一个可选地实施例中，所述待测物体可以为高精密焊机系统中的焊针。可以通过数字投影系统向所述待测物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种监测柱状物体行进过程的方法，其特征在于，包括：/n向待测物体表面发射一组条纹结构光；/n根据所述待测物体表面反射的信号光，获取一组图像数据；/n根据所述图像数据和系统的标定参数，获得所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量。/n

【技术特征摘要】
1.一种监测柱状物体行进过程的方法，其特征在于，包括：
向待测物体表面发射一组条纹结构光；
根据所述待测物体表面反射的信号光，获取一组图像数据；
根据所述图像数据和系统的标定参数，获得所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量。


2.根据权利要求1所述的监测柱状物体行进过程的方法，其特征在于，所述根据所述图像数据和系统的标定参数，获得所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量的步骤包括：
根据所述图像数据和系统的标定参数，确定所述待测物体的三维点云信息；
对所述三维点云信息进行拟合，获得所述待测物体的中轴基点坐标和方向向量。


3.根据权利要求2所述的监测柱状物体行进过程的方法，其特征在于，所述根据所述图像数据和系统的标定参数，确定所述待测物体的三维点云信息的步骤包括：
根据所述图像数据的灰度值，确定带有所述待测物体的相位信息；
根据所述标定参数，将所述相位信息转换为所述三维点云信息。


4.根据权利要求3所述的监测柱状物体行进过程的方法，其特征在于，所述待测物体的相位信息与所述灰度值的关系式为：



其中，为待测物体的相位信息，In为第n个图像数据对应的灰度值。


5.根据权利要求1所述的监测柱状物体行进过程的方法，其特征在于，所述条纹结构光为正弦分布的相移条纹结构光。


6.根据权利要求1所述的监测柱状物体行进过程的方法，其特征在于，所述根据所述图像数据和系统的标定参数，获得所述待...

【专利技术属性】
技术研发人员：李四维，吕键，黄伯源，刘充，陈光磊，张飞豹，李明明，
申请(专利权)人：广东省航空航天装备技术研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44