【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是视觉定位领域，特别涉及一种新能源汽车电池托盘正反面视觉定位的方法。
技术介绍
1、现有的视觉定位方法只能定位相机视野内可以拍到的特征，当特征被遮挡时无法进行定位；现有的视觉定位方法，只能定位特征的位置，不能针对电池托盘的激光切割工艺要求计算电池托盘的工件坐标系的位姿。另外，目前暂无针对电池托盘孔定位精准有效的图像处理方法以及相机和三维五轴激光切割机标定方法。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种新能源汽车电池托盘正反面视觉定位的方法。
2、为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
3、一种新能源汽车电池托盘正反面视觉定位的方法，包括：
4、s100.对电池托盘正面图像进行采集；搭建图像采集硬件平台，当电池托盘正面朝上放置时，依次到达孔bcde上方合适位置各个图像采集点采集图像；
5、s200.对正面图像进行处理；采用图像预处理，阈值分割，形态学处理，轮廓提取，多边形拟合，模板匹配、形心计算方法计算每个孔的像素坐标；
6、s300.将像素坐标转换成机床坐标系下的坐标；事先做好三维五轴机床的手眼标定工作，根据手眼标定结果，计算每个孔在机床坐标系下的坐标；
7、s400.对正面工件坐标系的位姿求解；当电池托盘正面朝上放置时，根据b、c两孔的坐标，计算电池托盘正面的工件坐标系在机床坐标系下的位姿；
8、s50
9、s600.对反面图像采集与处理，当电池托盘反面朝上放置时，依次采集ed两孔的反面的图像，采用与第s200-s300相同的方法计算d、e在机床坐标系下的坐标；
10、s700.计算b、c两孔反面的坐标；当电池托盘反面朝上放置时，根据s600得出的e、d两孔反面的坐标，结合s500的到的e、d和b、c的关系计算出bc两孔反面的坐标；
11、s800.对反面坐标系的位姿求解；当电池托盘反面朝上放置时，根据bc两孔反面的坐标，计算电池托盘反面的工件坐标系的位姿。
12、进一步地，s100中，视觉硬件平台搭建方法包括：采用工业相机配套相应的镜头和光源，搭建图像采集系统，相机安装于三维五轴激光切割机的切割头左侧，随着切割头的运动在x、y、z三个方向上自由移动。
13、进一步地，s100中，图像采集位置确定的方法包括：
14、s101.首先确定好拍照高度，用切割头末端标定待检测零件表面的高度记录机床z坐标为z0，然后以该高度为基准调整机床z坐标到较为合适的位置z1，计算δh＝z1-z0；
15、s102.然后调整好相机的聚焦环；当待检测对象位置发生变化时，先用切割头末端标定待检测零件表面的高度记录机床坐标为ztemp，则拍照检测时，机床的z坐标调整为ztemp+δh；
16、s103.确定好拍照高度后，调整机床的xy坐标，在xoy平面上移动相机，使待检测孔位于相机视野中央，采集相应的图像。
17、进一步地，s200中，对正面图像进行处理，具体包括：
18、s201.图像预处理，将图片灰度化，设置roi区域后，采用中值滤波处理图像去除图像中的椒盐噪声，同时过滤掉零件表面的小污点；
19、s202.阈值分割，设置固定的阈值对图像进行分割，获得二值图像，零件的表面和孔会被区分开来；
20、s203.形态学处理，采用腐蚀操作增大零件表面和孔内部部分悍渣之间的间隙，便于后续有效提取孔边缘，然后采用先腐蚀再膨胀的操作进一步去掉零件表面污点；
21、s204.轮廓提取，采用opencv中提供的轮廓提取方法对轮廓进行提取，区好每个轮廓的父子关系，然后对每个轮廓进行多边形拟合，计算所有最外层父轮廓的面积，筛选出面积最大的父轮廓，然后计算该父轮廓下所有子轮廓的面积，找出该父轮廓中面积最大的子轮廓，即为待检测孔的边缘轮廓；
22、s205.模板匹配：利用opencv绘图函数绘制与轮廓形状、大小相同的二值轮廓图作为模板，模板轮廓的形心c_m(u0,v0))与s204中得到的实际轮廓进行匹配得到最佳匹配位置m(u1,v1)；
23、s206.形心计算，被检测孔的形心c(u,v)，u＝u1+u0,v＝v1+v0。
24、进一步地，s300中，事先做好三维五轴机床的手眼标定工作，手眼标定流程包括：
25、s301.设计一个包含16个圆孔的平面零件，其中，16个孔的圆心坐标均已知；利用机床在适当的位置切割该零件；
26、s302.切割完成后在不移动零件的情况下，切割头带动相机到16孔零件的上方，使16孔位于视野中央，拍照高度用2中的方法确定；采集16孔图像，并记录采集图像时机床的坐标值p_jz(x_jz,y_jz,z_jz)；
27、s303.图像处理计算出16个孔中心在图像中的像素坐标，利用opencv手眼标定方法，输入16孔中心在机床坐标系下的坐标和在图像中的像素坐标，计算出手眼转换矩阵，得到6个参数a，b，c，d、e、f。
28、进一步地，s300中，得到手眼标定6个参数后，将实际像素坐标转换为机床坐标系下的坐标的方法包括：
29、s304.记录采集图像时机床坐标系的坐标值p_shoot(x_shoot,y_shoot,z_shoot)；s305.图像处理获取待检测孔形心的像素坐标(x0,y0)；
30、s306.计算该孔中心在机床坐标系下的坐标：
31、x＝a*x0+b*y0+c+x_shoot-x_jz；
32、y＝d*x0+e*y0+f+y_shoot-y_jz；
33、其中，z为切割头标定高度。
34、进一步地，s400中，对正面工件坐标系的位姿求解，具体方法包括：
35、利用s100-s300的方法计算出b、c两孔的正面的中心在机床坐标系下的坐标b(b_x,b_y,b_z)和c(c_x,c_y,c_z)后，以b孔的中心为工件坐标系原点，向量bc为工件坐标系的y方向建立工件坐标系，计算向量bc相对于机床坐标系x轴的转角ang_z；在c++中，ang_z＝atan2(c_y-b_y,c_x-b_x)；即可得出正面的工件坐标系相对于机床坐标系平移量为(b_x,b_y,b_z)，旋转量为绕z轴旋转ang_z-90°。
36、进一步地，s500中，d、e两孔与b、c两孔关系求解，具体方法包括：
37、s501.通过s100-s300计算出bcde四个孔的正面的中心在机床坐标系下的坐标分别为b(b_x,b_y,b_z)，c(c_x,c_y,c_z)，d(d_x,d_y,d_z)，e(e_x,e_y,e_本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新能源汽车电池托盘正反面视觉定位的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种新能源汽车电池托盘正反面视觉定位的方法，其特征在于，S100中，视觉硬件平台搭建方法包括：采用工业相机配套相应的镜头和光源，搭建图像采集系统，相机安装于三维五轴激光切割机的切割头左侧，随着切割头的运动在X、Y、Z三个方向上自由移动。
3.如权利要求2所述的一种新能源汽车电池托盘正反面视觉定位的方法，其特征在于，S100中，图像采集位置确定的方法包括：
4.如权利要求1所述的一种新能源汽车电池托盘正反面视觉定位的方法，其特征在于，S200中，对正面图像进行处理，具体包括：
5.如权利要求1所述的一种新能源汽车电池托盘正反面视觉定位的方法，其特征在于，S300中，事先做好三维五轴机床的手眼标定工作，手眼标定流程包括：
6.如权利要求5所述的一种新能源汽车电池托盘正反面视觉定位的方法，其特征在于，S300中，得到手眼标定6个参数后，将实际像素坐标转换为机床坐标系下的坐标的方法包括：
7.如权利要求1所述的一种新能源汽车电池
8.如权利要求1所述的一种新能源汽车电池托盘正反面视觉定位的方法，其特征在于，S500中，D、E两孔与B、C两孔关系求解，具体方法包括：
9.如权利要求1所述的一种新能源汽车电池托盘正反面视觉定位的方法，其特征在于，S700中，将工件翻转到反面朝上放置时，采用S100-S300的方法采集并计算D、E两孔反面的中心在机床坐标系下的坐标Df(Df_X,Df_Y,Df_Z)，Ef(Ef_X,Ef_Y,Ef_Z)；通过S500中D、E两孔和B、C两孔之间的关系，计算B、C两孔反面中心的在机床坐标系下的坐标Bf(Bf_X,Bf_Y,Bf_Z)，Cf(Cf_X,Cf_Y,Cf_Z)；方法如下：
10.如权利要求1所述的一种新能源汽车电池托盘正反面视觉定位的方法，其特征在于，S800中，对反面坐标系的位姿求解，具体方法包括：利用S700的方法计算出电池托盘反面朝上放置时，B、C两孔的反面的中心在机床坐标系下的坐标Bf(Bf_X,Bf_Y,Bf_Z)，Cf(Cf_X,Cf_Y,Cf_Z)后，以Bf为工件坐标系原点，向量CfBf为工件坐标系的Y方向建立工件坐标系，计算向量CfBf相对于机床坐标系X轴的转角Ang_F；在C++中，Ang_F＝Atan2(Bf_Y-Cf_Y,Bf_X-Cf_X)；即可得反面的工件坐标系相对于机床坐标系平移量为(Bf_X,Bf_Y,Bf_Z)，旋转量为绕Z轴旋转Ang_F-90°。
...【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车电池托盘正反面视觉定位的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种新能源汽车电池托盘正反面视觉定位的方法，其特征在于，s100中，视觉硬件平台搭建方法包括：采用工业相机配套相应的镜头和光源，搭建图像采集系统，相机安装于三维五轴激光切割机的切割头左侧，随着切割头的运动在x、y、z三个方向上自由移动。
3.如权利要求2所述的一种新能源汽车电池托盘正反面视觉定位的方法，其特征在于，s100中，图像采集位置确定的方法包括：
4.如权利要求1所述的一种新能源汽车电池托盘正反面视觉定位的方法，其特征在于，s200中，对正面图像进行处理，具体包括：
5.如权利要求1所述的一种新能源汽车电池托盘正反面视觉定位的方法，其特征在于，s300中，事先做好三维五轴机床的手眼标定工作，手眼标定流程包括：
6.如权利要求5所述的一种新能源汽车电池托盘正反面视觉定位的方法，其特征在于，s300中，得到手眼标定6个参数后，将实际像素坐标转换为机床坐标系下的坐标的方法包括：
7.如权利要求1所述的一种新能源汽车电池托盘正反面视觉定位的方法，其特征在于，s400中，对正面工件坐标系的位姿求解，具体方法包括：
8.如权利要求1所述的一种新能源汽车电池托盘正反面视觉定位的方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：王锦坤，蒋威，朱泽文，蔡盼，杨航，尹章杰，程浩，何东旭，吴苶，
申请(专利权)人：华工法利莱切焊系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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