一种二维像素级三维定位系统及定位方法技术方案

本发明专利技术提供了一种二维像素级三维定位系统及定位方法，三维定位系统包括图像采集单元、激光测距单元和控制处理单元，图像采集单元用于拍摄获取待检测工件上标记点的图像，激光测距单元用于测量平行于相机光轴方向上标记点与激光测距单元之间的距离d；控制处理单元对图像进行分析，得出标记点在像素坐标系下的坐标（u,v），并根据距离d和激光测距单元测距位置在相机坐标系下的坐标数据计算标记点到相机的深度Z

【技术实现步骤摘要】
一种二维像素级三维定位系统及定位方法


[0001]本专利技术涉及智能制造领域的机器视觉检测技术，尤其是一种二维像素级的三维定位系统及定位方法。

技术介绍

[0002]目前，借助机器视觉系统实现产品的自动化装配在智能制造领域已逐渐得到了推广应用。在生产过程中，元件可能是以未知的姿态呈现到装配平台上，通过机器视觉系统可以定位元件的位置和方向，机器视觉引导将元件在2D或3D空间内的位置和方向发送给机器人，让机器人能够定位元件姿态，以便将元件对位。机器视觉引导在许多任务中都能够实现比人工定位高得多的速度和精度，对元件进行定位和对位，以便将其与其他部件装配在一起。
[0003]宽泛而言，机器视觉系统可以划分为仅考虑二维平面信息的2D视觉系统，以及基于三维空间信息的3D视觉系统。目前用于贴合对位的机器视觉通常是指2D视觉系统，即通过平面相机拍摄元件图像，通过图像分析识别计算确定元件的位置和方向（平面坐标信息），可实现平面对位装配，比如屏幕的对位贴合。然而，2D视觉系统虽然能够实现像素级的高精度平面对位，但由于2D视觉系统不能获得对象的空间坐标信息，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维像素级三维定位系统，其特征在于，包括图像采集单元、激光测距单元和控制处理单元，图像采集单元包括用于拍摄获取待检测工件上标记点的图像的相机，激光测距单元用于测量平行于相机光轴方向上标记点与激光测距单元之间的距离d；控制处理单元包括图像处理模块、深度计算模块和坐标换算模块，图像处理模块用于对所述相机拍摄的图像进行分析处理，得出标记点在像素坐标系下的坐标（u,v）；深度计算模块用于根据距离d和激光测距单元测距位置在相机坐标系下的坐标数据计算标记点到相机的深度值Z
C
；坐标换算模块可基于坐标（u,v）、Z
C
、相机内参和相机外参计算出标记点在世界坐标系下的三维坐标数据。2.根据权利要求1所述的二维像素级三维定位系统，其特征在于，所述激光测距单元包括移动机构以及设置在所述移动机构上的激光测距仪，控制处理单元包括移动控制模块，移动机构受控于所述控制模块进行移动。3.根据权利要求2所述的二维像素级三维定位系统，其特征在于，控制处理单元还包括用于存储待检测工件上标记点处的斜率参数和/或曲率参数的存储模块，移动控制模块包括阈值子模块、第一控制子模块和第二控制子模块，阈值子模块用于设置阈值以及将斜率参数和/或曲率参数与阈值进行比较，第一控制子模块和第二控制子模块根据比较结果生成对移动机构的控制信号。4.根据权利要求3所述的二维像素级三维定位系统，其特征在于，当比较结果为斜率参数和/或曲率参数的绝对值小于阈值时，第一控制子模块根据激光测距仪和标记点在相机坐标系下的XY坐标差生成对移动机构的移动量控制信号。5.根据权利要求3所述的二维像素级三维定位系统，其特征在于，当比较结果为斜率参数和/或曲率参数的绝对值大于阈值时，第二控制子模块根据激光测距仪和标记点在相机坐标系下的XY坐标差以及移动机构的固有...

【专利技术属性】
技术研发人员：王盼，蒋薇薇，张勇，刘中，
申请(专利权)人：成都新西旺自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：