【技术实现步骤摘要】
一种基于形状描述子的电焊焊点双目视觉定位方法及装置
本专利技术涉及双目视觉领域，具体涉及一种基于形状描述子的电焊焊点双目视觉定位方法及装置。
技术介绍
双目视觉空间定位技术是基于计算机视觉发展起来的一项重要的非接触式三维测量技术，即由不同位置的两个摄像头模块同时拍摄目标图像，根据三角测量原理计算该目标的三维空间坐标。双目视觉空间定位技术具有测量速度快、实时性好、结构简单等优点，在生产生活中已经有了广泛的应用。现有的双目设备中在测量过程中大都是根据目标的纹理信息进行特征匹配，或者对于纹理较稀疏的目标使用线激光或者结构光进行辅助定位，但是这些方法无法适用于缺少丰富纹理特征且不能用激光等辅助手段进行立体匹配的非实质目标，诸如火焰、光源等的空间定位。焊接是增材制造重要的手段，在船舶、能源、石化、汽车、航空航天等国防与民用领域有着极为广泛的应用。但是焊接过程产生的大量烟尘，会对环境及操作工人产生巨大伤害，是必须解决的重大现实需求。因此，针对焊接烟尘治理问题，各种焊接烟尘的吸收净化处理技术和装置应运而生。目前，工厂车间采用两种焊...
【技术保护点】
1.一种基于形状描述子的电焊焊点双目视觉定位方法，其特征在于，包括步骤：/nS1，相机标定，获取每个摄像头模块的内外参数和双摄像头模块之间的结构参数；/nS2,图像采集，并进行畸变矫正和立体校正，获取无畸变和共面行对准的左、右两幅灰度图像；/nS3，图像预处理，包括阈值分割、腐蚀和膨胀运算，获取目标区域高亮显示的左、右两幅二值图像；/nS4，拟合外接矩形，且矩形的边分别平行于图像的行和列，并提取左图像目标区域的像素质心坐标、外接矩形的边长和面积，形成左形状描述子；/nS5，在右图像中，基于极线约束进行形状特征的立体匹配，计算目标在相机坐标系下的三维空间坐标；/nS6，刚体变...
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种基于形状描述子的电焊焊点双目视觉定位方法，其特征在于，包括步骤：
S1，相机标定，获取每个摄像头模块的内外参数和双摄像头模块之间的结构参数；
S2,图像采集，并进行畸变矫正和立体校正，获取无畸变和共面行对准的左、右两幅灰度图像；
S3，图像预处理，包括阈值分割、腐蚀和膨胀运算，获取目标区域高亮显示的左、右两幅二值图像；
S4，拟合外接矩形，且矩形的边分别平行于图像的行和列，并提取左图像目标区域的像素质心坐标、外接矩形的边长和面积，形成左形状描述子；
S5，在右图像中，基于极线约束进行形状特征的立体匹配，计算目标在相机坐标系下的三维空间坐标；
S6，刚体变换估计，基于ICP原理进行点云配准，计算目标在世界坐标系下的三维空间坐标。
2.根据权利要求1所述的一种基于形状描述子的电焊焊点双目视觉定位方法，其特征在于，步骤S1中，对两个摄像头模块进行标定，获取每个摄像头模块的内、外参数和双摄像头模块之间的结构参数的步骤包括：
S101，两个摄像头模块同时拍摄棋盘格标定板位于不同位置的左、右图像；
S102，利用Matlab进行相机标定和立体标定；
S103，根据重投影误差剔除误差较大的左、右图像对；
S104，获取每个摄像头模块的内、外参数，畸变参数，和两个摄像头之间的结构参数，包括旋转矩阵和平移向量。
3.根据权利要求1所述的一种基于形状描述子的电焊焊点双目视觉定位方法，其特征在于，步骤S2中，图像采集，并进行灰度处理、畸变矫正和立体校正，获取无畸变和共面行对准的左、右两幅灰度图像的具体方法包括：
S201，将左、右两幅3通道的RGB图像转化为两幅单通道的灰度图像；
S202，用相机标定得到的畸变参数分别对两幅灰度图像进行畸变矫正，获取无径向畸变的左、右两幅灰度图像；
S203，用相机标定得到的内参矩阵和立体标定得到摄像头模块之间的结构参数分别对两幅灰度图像进行立体校正，获取共面行对准的左、右两幅灰度图像；所述结构参数包括旋转矩阵和平移向量。
4.根据权利要求1所述的一种基于形状描述子的电焊焊点双目视觉定位方法，其特征在于，步骤S3中，对左、右两幅灰度图像进行预处理，获取目标区域高亮显示的左、右两幅二值图像的具体方法包括：
S301，对对左、右两幅灰度图像进行阈值分割，此处阈值选择为250，高亮目标区域，并滤除一些较亮的环境噪声点；
S302，对左、右两幅灰度图像进行腐蚀运算，消除一些小且无意义的噪声点；
S303，对左、右两幅灰度图像进行膨胀运算，填补目标区域中的一些空像素点。
技术研发人员：代作晓，郭光智，龙波，王晓辉，
申请(专利权)人：太仓光电技术研究所，中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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