坐标转换方法技术

本发明专利技术提供了一种坐标转换方法

【技术实现步骤摘要】
坐标转换方法、系统及电子设备


[0001]本专利技术涉及工业生产标定领域，尤其是涉及一种坐标转换方法
、
系统及电子设备
。

技术介绍

[0002]在工业流水线生产中，缺陷检测为重要环节，通过相关检测设备判断待测件中是否存在缺陷，并将具有缺陷的待测件进行筛选，以保证产品的品质
。
在缺陷检测中会涉及多个检测环节，以车辆内饰板材的缺陷检测为例，待测件为车辆内饰板，板子在流水线的作用下运动至拍摄区域后利用相应的相机进行拍照得到数字图像，进而通过图像识别相关算法对其中包含的缺陷进行检测，检测到的缺陷可利用机械手对其进行喷涂标记，从而便于检测人员进行查看
。
可见，上述过程中涉及机械手
、
相机等多种设备，需要使用与之对应的多个坐标系，如机械手坐标系
、
图像坐标系以及待测物坐标系等
。
由于设备众多，各自对应着自身的坐标系，需要较为复杂的坐标对应关系才能将待测物的数据进行描述，才能得到数字图像中的缺陷位置与待测物的实际缺陷位置相对应
。
[0003]现有技术中在对数字图像位置与实际缺陷位置的对应过程中，主要通过数字图像的横纵向方向的单像素精度来实现，利用像素数与单像素精度的关系计算出缺陷在待测物中的实际位置
。
但这种方法局限性较多，只能适用于静止环境，也只能使用横纵方向精度一致的面阵相机，并不能在设置有线阵相机的流水线中进行使用，存在着通用性较差的技术问题
。
专利技术内容
[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种坐标转换方法
、
系统及电子设备，利用机械手坐标系作为中间介质，通过获取图像坐标系与机械手坐标系之间的转换关系，并获取机械手坐标系与待测物坐标系之间的转换关系，从而完成图像坐标系与待测物坐标系的转换，最终得到待测物在数字图像中的缺陷位置与其自身坐标系下的缺陷位置的转换关系
。
该方案可适用于拍摄幅面大的线阵相机，并可实现对流水线中运动的待测物进行坐标转换，提高了通用性
。
[0005]第一方面，本专利技术实施方式提供了一种坐标转换方法；方法应用于搭载机械手的流水线中；其中，流水线包含：传送带
、
拍摄模组
、
原点传感器以及喷墨机械手；传送带中设置有拍照区域和喷码区域；拍摄模组位于拍照区域，拍摄模组至少包括：第一线扫相机和第二线扫相机，第一线扫相机和第二线扫相机对称设置在传送带两侧；原点传感器以及喷墨机械手位于喷码区域；该方法包括：当检测到待测物放置在传送带后，利用原点传感器控制传送带将待测物传送至喷码区域；其中，待测物中设置有基准点；原点传感器用于初始化待测物对应的待测物坐标系；控制喷墨机械手按照预设的喷涂方案将多个墨点喷涂至待测物的预设位置中，并
获取墨点在喷墨机械手对应的机械手坐标系下的第一位置坐标；控制传送带将已完成喷涂的待测物传送至拍照区域后，启动第一线扫相机和第二线扫相机对待测物进行拍摄，分别获取第一线扫相机拍摄的第一图片以及第二线扫相机拍摄的第二图片；建立第一图片和第二图片对应的图像坐标系，根据图像坐标系确定第一图片以及第二图片中墨点对应的第二位置坐标，并利用第一位置坐标和第二位置坐标确定坐标变换矩阵；其中，坐标变换矩阵用于将图像坐标系转换为机械手坐标系；建立待测物对应的待测物坐标系，分别获取待测物的基准点在待测物坐标系下对应的第三位置坐标以及在机械手坐标系下的第四位置坐标，并利用第三位置坐标和第四位置坐标确定坐标平移矩阵；其中，坐标平移矩阵用于将机械手坐标系转换为待测物坐标系；根据坐标变换矩阵以及坐标平移矩阵，确定待测物对应的坐标转换结果在一种实施方式中，控制喷墨机械手按照预设的喷涂方案将多个墨点喷涂至待测物的预设位置中，并获取墨点在喷墨机械手对应的机械手坐标系下的第一位置坐标的步骤，包括：获取喷涂方案；其中，喷涂方案中至少包括：墨点的数量
、
墨点的大小数据
、
墨点的位置数据
、
墨点的喷涂时刻数据；利用喷涂方案控制喷墨机械手将墨点喷涂至待测物的预设位置；其中，预设位置中的墨点沿待测物的中心轴对称分布；待测物的中心轴与传送带的传送方向相互平行；建立喷墨机械手对应的机械手坐标系后，获取墨点在机械手坐标系下对应的第一位置坐标
。
[0006]在一种实施方式中，控制传送带将已完成喷涂的待测物传送至拍照区域后，启动第一线扫相机和第二线扫相机对待测物进行拍摄，分别获取第一线扫相机拍摄的第一图片以及第二线扫相机拍摄的第二图片的步骤，包括：将已完成喷涂的待测物放置在传送带中，并控制传送带将待测物传送至拍照区域；当待测物传送至第一线扫相机和第二线扫相机的拍摄区域时，控制第一线扫相机和第二线扫相机对待测物进行拍摄，分别得到第一线扫相机拍摄的第一图片以及第二线扫相机拍摄的第二图片；其中，第一线扫相机和第二线扫相机距离传送带的高度相同；第一线扫相机与第二线扫相机沿传送带的中心轴对称分布，传送带的中心轴与传送带的传送方向相互平行
。
[0007]在一种实施方式中，建立第一图片和第二图片对应的图像坐标系，根据图像坐标系确定第一图片以及第二图片中墨点对应的第二位置坐标，并利用第一位置坐标和第二位置坐标确定坐标变换矩阵的步骤，包括：获取第一图片以及第二图片中的拟合圆，并利用拟合圆获取第一图片以及第二图片中包含的墨点；其中，墨点为圆形墨点；利用第一图片和第二图片中预设的顶点位置分别建立第一图片和第二图片对应的图像坐标系，并确定第一图片以及第二图片中墨点对应的第二位置坐标；根据第一位置坐标和第二位置坐标计算图像坐标系转换为机械手坐标系的仿射变换矩阵，并将仿射变换矩阵确定为坐标变换矩阵
。
[0008]在一种实施方式中，建立待测物对应的待测物坐标系，分别获取待测物的基准点在待测物坐标系下对应的第三位置坐标以及在机械手坐标系下的第四位置坐标，并利用第三位置坐标和第四位置坐标确定坐标平移矩阵的步骤，包括：利用预设的坐标系单位建立待测物对应的待测物坐标系，并将机械手坐标系按照坐标系单位进行平移；获取待测物中基准点在待测物坐标系下对应的第三位置坐标；获取待测物中基准点在已完成缩放的机械手坐标系下对应的第四位置坐标；根据第三位置坐标和第四位置坐标中基准点的位置关系确定坐标平移矩阵
。
[0009]在一种实施方式中，根据坐标变换矩阵以及坐标平移矩阵，确定待测物对应的坐标转换结果的步骤，包括：获取待测物在图像坐标系下的初始位置坐标；利用坐标变换矩阵对初始位置坐标进行旋转变换，得到待测物在机械手坐标系下的位置旋转坐标；利用坐标平移矩阵对位置旋转坐标进行平移变换，得到待测物在待测物坐标系下的位置平移坐标；将位置平移坐标确定为初始位置坐标对应的坐标转换结果
。
[0010]在一种实施方式中，将位置平移坐标确定为初始位置坐标对应的坐标转换结果的步骤，包括：获取拍照区域与喷码区域之间的机械偏差值；根据位置平移坐标与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种坐标转换方法，其特征在于，所述方法应用于搭载机械手的流水线中；其中，所述流水线包含：传送带
、
拍摄模组
、
原点传感器以及喷墨机械手；所述传送带中设置有拍照区域和喷码区域；所述拍摄模组位于所述拍照区域，所述拍摄模组至少包括：第一线扫相机和第二线扫相机，所述第一线扫相机和所述第二线扫相机对称设置在所述传送带两侧；所述原点传感器以及所述喷墨机械手位于所述喷码区域；所述方法包括：当检测到待测物放置在所述传送带后，利用所述原点传感器控制所述传送带将所述待测物传送至所述喷码区域；其中，所述待测物中设置有基准点；所述原点传感器用于初始化所述待测物对应的待测物坐标系；控制所述喷墨机械手按照预设的喷涂方案将多个墨点喷涂至所述待测物的预设位置中，并获取所述墨点在所述喷墨机械手对应的机械手坐标系下的第一位置坐标；控制所述传送带将已完成喷涂的所述待测物传送至所述拍照区域后，启动所述第一线扫相机和所述第二线扫相机对所述待测物进行拍摄，分别获取所述第一线扫相机拍摄的第一图片以及所述第二线扫相机拍摄的第二图片；建立所述第一图片和所述第二图片对应的图像坐标系，根据所述图像坐标系确定所述第一图片以及所述第二图片中所述墨点对应的第二位置坐标，并利用所述第一位置坐标和所述第二位置坐标确定坐标变换矩阵；其中，所述坐标变换矩阵用于将所述图像坐标系转换为所述机械手坐标系；建立所述待测物对应的待测物坐标系，分别获取所述待测物的所述基准点在所述待测物坐标系下对应的第三位置坐标以及在所述机械手坐标系下的第四位置坐标，并利用所述第三位置坐标和所述第四位置坐标确定坐标平移矩阵；其中，所述坐标平移矩阵用于将所述机械手坐标系转换为所述待测物坐标系；根据所述坐标变换矩阵以及所述坐标平移矩阵，确定所述待测物对应的坐标转换结果
。2.
根据权利要求1所述的坐标转换方法，其特征在于，所述控制所述喷墨机械手按照预设的喷涂方案将多个墨点喷涂至所述待测物的预设位置中，并获取所述墨点在所述喷墨机械手对应的机械手坐标系下的第一位置坐标的步骤，包括：获取所述喷涂方案；其中，所述喷涂方案中至少包括：所述墨点的数量
、
所述墨点的大小数据
、
所述墨点的位置数据
、
所述墨点的喷涂时刻数据；利用所述喷涂方案控制所述喷墨机械手将所述墨点喷涂至所述待测物的预设位置；其中，所述预设位置中的所述墨点沿所述待测物的中心轴对称分布；所述待测物的中心轴与所述传送带的传送方向相互平行；建立所述喷墨机械手对应的机械手坐标系后，获取所述墨点在所述机械手坐标系下对应的第一位置坐标
。3.
根据权利要求1所述的坐标转换方法，其特征在于，所述控制所述传送带将已完成喷涂的所述待测物传送至所述拍照区域后，启动所述第一线扫相机和所述第二线扫相机对所述待测物进行拍摄，分别获取所述第一线扫相机拍摄的第一图片以及所述第二线扫相机拍摄的第二图片的步骤，包括：将已完成喷涂的所述待测物放置在所述传送带中，并控制所述传送带将所述待测物传
送至所述拍照区域；当所述待测物传送至所述第一线扫相机和所述第二线扫相机的拍摄区域时，控制所述第一线扫相机和所述第二线扫相机对所述待测物进行拍摄，分别得到所述第一线扫相机拍摄的所述第一图片以及所述第二线扫相机拍摄的所述第二图片；其中，所述第一线扫相机和所述第二线扫相机距离所述传送带的高度相同；所述第一线扫相机与所述第二线扫相机沿所述传送带的中心轴对称分布，所述传送带的中心轴与所述传送带的传送方向相互平行
。4.
根据权利要求1所述的坐标转换方法，其特征在于，所述建立所述第一图片和所述第二图片对应的图像坐标系，根据所述图像坐标系确定所述第一图片以及所述第二图片中所述墨点对应的第二位置坐标，并利用所述第一位置坐标和所述第二位置坐标确定坐标变换矩阵的步骤，包括：获取所述第一图片以及所述第二图片中的拟合圆，并利用所述拟合圆获取所述第一图片以及所述第二图片中包含的所述墨点；其中，所述墨点为圆形墨点；利用所述第一图片和所述第二图片中预设的顶点位置分别建立所述第一图片和所述第二图片对应的图像坐标系，并确定所述第一图片以及所述第二图片中所述墨点对应的第二位置坐标；根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标计算所述图像坐标系转换为所述机械手坐标系的仿射变换矩阵，并将所述仿射变换矩阵确定为所述坐标变换矩阵
。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：席新添，陈立名，曹彬，胡江洪，袁帅鹏，张也，杜英，
申请(专利权)人：菲特天津检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：