一种结构光视觉传感器仿真激光线生成方法技术

本发明专利技术属于机器人与计算机图形学领域，公开一种结构光视觉传感器仿真激光线生成方法，包括：生成仿真环境；调整仿真环境；将相机坐标系下的激光平面上一点、法向量和工具坐标系下激光平面的两个端点转换到世界坐标系下；创建激光平面，将激光平面离散化为激光线束；将离散的激光线束分别与工件表面相交求得离激光器虚拟发射原点最近的交点；将交点连成多边形，得到仿真激光线，利用仿真激光线与激光器虚拟发射原点构造平面得到仿真激光平面。将交点利用透视投影原理转换到图像坐标系下得到仿真的激光线仿真图像。本发明专利技术方法能有效解决结构光传感器在镜面反射干扰下识别精度低的问题，提高了结构光视觉传感器的适用范围。提高了结构光视觉传感器的适用范围。提高了结构光视觉传感器的适用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种结构光视觉传感器仿真激光线生成方法


[0001]本专利技术属于机器人与计算机图形学领域，涉及一种结构光视觉传感器仿真激光线生成方法。

技术介绍

[0002]目前随着智能制造的发展，工业应用中，非接触式的结构光视觉传感器应用越来越广泛。在曲面造型加工检测、工件质量检测、焊缝跟踪等领域，结构光视觉传感器已经得到广泛地应用。采用线结构光方式的视觉传感器，满足激光三角法测量模型，是一种非接触、测量速度快、精度较高的测量方式。激光线照射到被测物体表面，形成光条纹，该光条纹受到被测物体表面几何形状的影响而出现不连续、畸变的现象，这种变化包含了被测物体表面的深度信息。通过对采集的激光条纹图像进行分析，提取出激光条纹的中心线，根据相机与激光器构成的几何模型，就能够计算出激光中线上的点的空间位置，从而获得被测物体表面的结构信息。
[0003]由于在工业环境下，存在噪声、光线等干扰，传感器检测到的光条纹不能准确反映真实的工件信息，影响后续处理。因此，需要在仿真环境中获得理想的工件表面激光线。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结构光视觉传感器仿真激光线生成方法，其特征在于，包括步骤：S1、将机器人、结构光传感器、工件模型导入到机器人仿真软件中，生成仿真环境；S2、根据工件的绝对位姿、机器人工具中心点坐标系的绝对位姿，调整仿真环境；S3、根据工具坐标系、相机坐标系、激光平面的标定结果，将相机坐标系下的激光平面上一点、法向量和工具坐标系下激光平面的两个端点转换到世界坐标系下；S4、创建激光平面，计算激光器虚拟发射原点和激光平面与相机光轴的交点，将激光平面离散化为激光线束；S5、将步骤S4中离散的激光线束分别与工件表面相交求得离激光器虚拟发射原点最近的交点；S6、将步骤S5中的交点连成多边形，得到仿真激光线，利用仿真激光线与激光器虚拟发射原点构造平面得到仿真激光平面；S7、将步骤S5中的交点利用透视投影原理转换到图像坐标系下得到仿真的激光线仿真图像。2.根据权利要求1所述的结构光视觉传感器仿真激光线生成方法，其特征在于，步骤S3包括：根据相机坐标系相对于工具中心点坐标系的手眼关系位于结构光传感器中的结构光发射器生成的激光平面在相机坐标系下的方程和工件的绝对位姿、机器人工具中心点坐标系的绝对位姿数据，得到在相机坐标系下激光平面上一点和其法向量以及激光平面的两个端点在世界坐标系下的坐标。3.根据权利要求2所述的结构光视觉传感器仿真激光线生成方法，其特征在于，激光平面在相机坐标系下的方程为：Ax+By+Cz+1＝0；其中，A、B、C表示相机坐标系下平面方程的系数；x、y、z表示激光平面上任意一点的三维坐标。4.根据权利要求2所述的结构光视觉传感器仿真激光线生成方法，其特征在于，得到在相机坐标系下激光平面上一点和其法向量以及激光平面的两个端点在世界坐标系下的坐标的过程包括：设在相机坐标系下激光平面上的一点和法向量N(A,B,C)，由相机坐标系相对于工具中心点坐标系的手眼关系和机器人工具中心点坐标系的绝对位姿得出相机坐标系相对于世界坐标系的位姿相机坐标系相对于世界坐标系的位姿式中：c、t、w分别表示相机坐标系、工具坐标系、世界坐标系；为了便于计算，将世界坐标系下的点P0和法向量N分别表示为和N
′
(A,B,C,1)，通过齐次变换，得到点P0和法向量N在世界坐标系下的表示P
″0和N
″
：：5.根据权利要求2所述的结构光视觉传感器仿真激光线生成方法，其特征在于，得到在相机坐标系下激光平面的两个端点在世界坐标系下的坐标的过程包括：
将机器人的工具坐标系的姿态设置为：Rx＝
‑
180
°
，Ry＝0

【专利技术属性】
技术研发人员：王念峰，杨天，张宪民，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：