基于结构光阵列远程识别的机器人空间姿态解算方法技术

本发明专利技术公开了基于结构光阵列远程识别的机器人空间姿态解算方法，包括如下步骤：S1，结构光光斑识别，获取机器人上不同的光斑；S2，光斑解析，根据不同光斑构成的几何特征，标定机器人姿态；S3，光斑质心重定位；S4，相对姿态测算；S5，空间姿态解算；本方法通过云台相机远程识别机器人表面的结构光阵列，在相机内参固定的情况下，根据结构光几何参数、云台相机外参解算出机器人空间姿态，可以为IMU测量值进行辅助修正。本方法规避了机器人运动时相机远程成像模糊的问题，且不受作业环境噪声干扰，达到了良好的测算效果。到了良好的测算效果。到了良好的测算效果。

【技术实现步骤摘要】
基于结构光阵列远程识别的机器人空间姿态解算方法


[0001]本专利技术涉及计算机图形学、计算机图像处理
，尤其是涉及一种为机器人设计的结构光阵列，通过该结构光阵列对机器人进行远程姿态解算的方法。

技术介绍

[0002]磁吸附爬壁机器人在探测、维护钢结构物方面有着重要应用，自动化作业是其未来的发展趋势。对磁吸附爬壁机器人进行定位和建图，是实现自动化作业的前提。
[0003]空间姿态是机器人进行定位的重要参数，目前一般通过IMU（Inertial Measurement Unit，惯性测量单元）计算获得。然而磁吸附爬壁机器人通常具有磁轮、磁阵列等吸附结构，导致周边地磁场严重畸变、IMU内部电子罗盘失效，因此IMU陀螺仪得到的姿态漂移严重，且随着使用时间变长，累积误差逐渐增大。因此，需要研究一种对机器人进行全局姿态测量的方法，对IMU进行辅助修正。
[0004]结构光三维面成像的应用日益广泛，投影结构光空间位置和形状参数的精度与三维测量数据的精度有着直接联系。现有技术中，对投影的结构光的标定大多将设为平面，过于简单，但在实际的情本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于结构光阵列远程识别的机器人空间姿态解算方法，其特征在于包括如下步骤：S1，结构光光斑识别，获取机器人上不同的光斑；S2，光斑解析，根据不同光斑构成的几何特征，标定机器人姿态；S3，光斑质心重定位；S4，相对姿态测算，当前相机坐标系下，获取机器人光斑像素坐标的光路；虚拟标准坐标系下，对机器人采集光斑像素坐标的光路，根据单应矩阵，获取相机坐标系与虚拟标准坐标系间的旋转矩阵与平移向量；S5，空间姿态解算，根据旋转矩阵及机器人姿态角，得到机器人在全局坐标系的姿态。2.根据权利要求1所述的基于结构光阵列远程识别的机器人空间姿态解算方法，其特征在于所述光斑为两组，一组用于标定机器人前后，一组用于标定机器人左右。3.根据权利要求2所述的基于结构光阵列远程识别的机器人空间姿态解算方法，其特征在于两组光斑构成两条非平行的直线。4.根据权利要求3所述的基于结构光阵列远程识别的机器人空间姿态解算方法，其特征在于两个光斑构成一条直线，其中一条直线在另一条直线的中垂线上。5.根据权利要求1所述的基于结构光阵列远程识别的机器人空间姿态解算方法，其特征在于所述S1中，在相机低曝光模式下获取图像，通过色相识别区分不同的光斑。6.根据权利要求4所述的基于结构光阵列远程识别的机器人空间姿态解算方法，其特征在于机器人头部左、右设置同组光斑A、B，尾部设置另一组光斑C、D点，CD在AB的中垂线上，S2中，距离一组光斑中点最近的光斑设为C，同组另一个光斑设为D，随机选取光斑向量DC一侧的光斑，将该光斑与D的矢量与矢量DC，计算矢量外积，若结果小于0，则将该光斑设为机器人左侧光斑A，同组另一侧的光斑设为B。7.根据权利要求1所述的基于结构光阵列远程识别的机器人空间姿态解算方法，其特征在于所述S3...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋伟，许世飞，朱世强，郑涛，廖建峰，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：