一种应用于深海机械臂作业的视觉引导的方法技术

本发明专利技术提出了一种应用于深海机械臂作业的视觉引导的方法，包括以下步骤：S1、在空气中使用双目系统进行双目标定，得到相机的内外参数；S2、在机械臂上标记固定E个标记点，记录空气中标记点的位置，得到空气中标记点深度信息；S3、拍摄深海水下标记点的图像，记录标记点的位置，得到标记点深度信息；S4、校正三维坐标计算公式，从而校正折射；S5、拍摄深海水下目标物图像，计算三维坐标，实时反馈给机械臂。基于本发明专利技术，可以在未知的深海水下环境中对海水折射造成的影响进行补偿，不受海水淡水光照温度等等环境因素的限制，提高了测量的精度，节约了成本，操作简单，可以引导深海水下机械臂进行精准抓取工作。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于深海机械臂作业的视觉引导的方法
本专利技术涉及深海水下视觉定位的
，尤其涉及一种应用于深海机械臂作业的视觉引导的方法。
技术介绍
当前，陆地资源不断减少，环境恶化、能源短缺等问题凸显，而海洋蕴含着丰富的矿产、生物和能源，其开发与利用已成为世界各国的战略重点。水下智能精确作业模块可以完成作业目标自主定位、自主抓取等典型作业任务，有效减轻水下人员作业强度和难度，在海洋研究探测和资源开发方面具有重要应用价值。而视觉探测技术具有高准确度高速度等优点，具有广阔的应用前景。但是在实际的应用中，双目相机必须封装，在拍摄时，光线会经过水、防水罩、空气三种介质进入相机镜头，会受到海水折射的影响。针对水下折射的影响，目前国内外研究学者提出了多种解决方法。Schechner等提出一种通过物理辅助来解决折射问题的方法，该方法通过使用特殊形状的光学部件防止折射现象的发生，但是由于其对光学部件的制作要求十分严格，难以实现。Chang，Yao-Jen等利用多目相机获取单一折射平面的图像，并用一个与深度有关的模型表示折射失真。但该方法附加条件过多，实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于深海机械臂作业的视觉引导的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、在空气中使用双目系统进行双目标定，得到相机的内外参数；/nS2、在机械臂上标记固定E个标记点，记录空气中标记点的位置，得到空气中标记点深度信息；/nS3、拍摄深海水下标记点的图像，记录标记点的位置，得到标记点深度信息；/nS4、校正三维坐标计算公式，从而校正折射；/nS5、拍摄深海水下目标物图像，计算三维坐标，实时反馈给机械臂。/n

【技术特征摘要】
1.一种应用于深海机械臂作业的视觉引导的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在空气中使用双目系统进行双目标定，得到相机的内外参数；
S2、在机械臂上标记固定E个标记点，记录空气中标记点的位置，得到空气中标记点深度信息；
S3、拍摄深海水下标记点的图像，记录标记点的位置，得到标记点深度信息；
S4、校正三维坐标计算公式，从而校正折射；
S5、拍摄深海水下目标物图像，计算三维坐标，实时反馈给机械臂。


2.根据权利要求1所述的一种应用于深海机械臂作业的视觉引导的方法，其特征在于，步骤S1的具体步骤如下：
S11、制作一个H×I的棋盘格，棋盘图格点相距设定距离；
S12、用双目系统同时采集不同位姿棋盘格图若干组，保存图片；
S13、将图片导入到标定程序中进行角点检测并标定；
S14、如果标定误差小于0.5像素,标定完成，导出参数，否则剔除标定误差超过0.5像素的棋盘图，重复步骤S13和步骤S14；
S15、保存标定得到的相机内参和外参；
所述内参的矩阵为：



其中f表示双目相机的焦距，单位为mm，dx和dy表示像元尺寸，分别表示为x轴和y轴上的归一化焦距；u0和v0表示为图像坐标系的图像中心点；
所述外参的矩阵为：



其中R表示旋转矩阵，T表示平移矩阵。


3.根据权利要求1所述的一种应用于深海机械臂作业的视觉引导的方法，其特征在于，步骤S2具体如下：
S21、在机械臂上标记固定E个标记点，分别距离双目系统设定距离；
S22、用双目系统中的双目相机在空气中同时拍摄所有标记点，保存图片；
S23、将拍...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂余满，刘宏伟，王耀雄，汤远洋，曹平国，汪洲，高理富，曹会彬，孙玉香，王大庆，周心悦，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34