【技术实现步骤摘要】
对仅有棱边特征物体的视觉定位方法、应用及精度评估方法
本专利技术涉及结构光测量领域,具体涉及一种对仅有棱边特征物体的视觉定位方法、应用及精度评估方法。
技术介绍
在主动视觉测量领域中,结构光测量是常见的测量方式,其中应用最广泛的是线激光特征,其通过线激光器向被测物投射激光条,采用图像采集设备采集光条图像,通过图像分析得出被测物的三维信息,使用线结构光传感器进行视觉定位时,需要选取被测物上的特征,并进行特征提取获取三维信息,进而实现视觉定位,在实际使用时,视觉定位往往应用于视觉引导或者自动化加工及装配领域,同一型号的工件通过流水线、转轮、辊床等移动设备,依次放置于待测工位,这一过程中,受到移动设备传输精度、工装夹具定位误差以及不同工件之间加工精度的影响,待测工件的实际位置与标准工件位置之间的不可避免会存在差异;现有的定位方法,仅计算待测工件上的测点坐标(选取的被测特征坐标)与标准工件上测点坐标之间的旋转平移关系,若被测特征为封闭形状(如特征圆、方孔或球等),其根据图形特征的几何中心进行定位,此时,被测物的位置轻微移动对其影响有限,只要保证激光条能够覆盖到被测特征,即使当前被测物特征与标准工件上的特征位置之间存在细小误差,也依旧能够通过结构光能够获取被测特征的几何中心;但是在待测工件种类繁多,有些工件上并不包含封闭图形特征,如平板件、汽车顶盖、风挡玻璃框,这些部件仅包含面特征和棱边特征,而采用结构光测量,需要选择棱边特征进行工件定位,由于棱边为拉伸体,其上选取的点与周围点并没有视觉上的明显的区别,只要被测工件发生位置改变 ...
【技术保护点】
1.一种对仅有棱边特征物体的视觉定位方法,所述仅有棱边特征物体表面至少形成有两条不在同一直线上的棱边;其特征在于:/n利用多线结构光传感器分别对标准工件的不同测试位置进行检测,测试结果中至少包括三个不在同一直线上的棱边上的点;测试前,标定好各个测试位置的辅助直线方程及测试点的三维坐标,以此为标准数据;/n所述各个测试位置所对应的测试点、辅助直线通过以下方法获得:在测试位置,预先标记多线结构光中的一条激光条为基准激光条,其所在的光平面为基准光平面;记所述基准激光条在标准工件上的拐点为测试点;利用多线结构光中的激光条在标准工件上的拐点坐标拟合得到辅助直线;/n测试时,工件按照预先设定的状态放置在检测工位上,多线结构光传感器分别获取各测试点的三维坐标,记为实测数据;/n基于标定过程中记录的各测试点的三维坐标与实测数据中各测试点的三维坐标数据计算旋转平移矩阵;以此为基础,对标准数据中各条辅助直线进行旋转平移,再将其与各自对应的基准光平面之间的交点记入校准点集;/n以实测数据中各测试点的三维坐标、对应校准点集中的交点之间的距离为目标函数,利用最优化方法迭代得出满足收敛条件的最优旋转平移矩阵;/n ...
【技术特征摘要】
1.一种对仅有棱边特征物体的视觉定位方法,所述仅有棱边特征物体表面至少形成有两条不在同一直线上的棱边;其特征在于:
利用多线结构光传感器分别对标准工件的不同测试位置进行检测,测试结果中至少包括三个不在同一直线上的棱边上的点;测试前,标定好各个测试位置的辅助直线方程及测试点的三维坐标,以此为标准数据;
所述各个测试位置所对应的测试点、辅助直线通过以下方法获得:在测试位置,预先标记多线结构光中的一条激光条为基准激光条,其所在的光平面为基准光平面;记所述基准激光条在标准工件上的拐点为测试点;利用多线结构光中的激光条在标准工件上的拐点坐标拟合得到辅助直线;
测试时,工件按照预先设定的状态放置在检测工位上,多线结构光传感器分别获取各测试点的三维坐标,记为实测数据;
基于标定过程中记录的各测试点的三维坐标与实测数据中各测试点的三维坐标数据计算旋转平移矩阵;以此为基础,对标准数据中各条辅助直线进行旋转平移,再将其与各自对应的基准光平面之间的交点记入校准点集;
以实测数据中各测试点的三维坐标、对应校准点集中的交点之间的距离为目标函数,利用最优化方法迭代得出满足收敛条件的最优旋转平移矩阵;
将最优旋转平移矩阵补偿到标定过程中各测试点的坐标,得到当前工件的位置,完成定位。
2.如权利要求1所述对仅有棱边特征物体的视觉定位方法,其特征在于,工件按照预先设定的状态放置在检测工位时,其与标定时的标准工件位置横纵方向偏差在30mm以内,角度偏差在5°以内。
3.如权利要求1所述对仅有棱边特征物体的视觉定位方法,其特征在于,所述最优化方法为梯度下降法、LM法或高斯牛顿法。
4.如权利要求1所述对仅有棱边特征物体的视觉定位方法,其特征在于,将目标函数表示为min{Si-Fi},i=1,2……m,m表示测试点个数,Si表示第i个测试位置实测数据中测试点的三维坐标,Fi表示第i个测试位置校准点集中交点的三维坐标;
收敛条件为:唯一上限值或者对于每个测试位置设置1个目标函数的上限值。
5.如权利要求1所述对仅有棱边特征物体的视觉定位方法,其特征在于,所述多线结构光传感器设有m个,其分别固定在各个测试点的上方;
或者:将单个多线结构光传感器安装在机器人上:根据各个测试点的位置...
【专利技术属性】
技术研发人员:郭寅,尹仕斌,刘海庆,李晓飞,
申请(专利权)人:易思维杭州科技有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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