[發明專利]一種基于俯視和側視相機的電動汽車電池定位方法

有效

• 申請號: 201310743786.1
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103692447A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 張棟棟;羅華;燕小強;郭靜
• 申請（專利權）人: 西安航天精密機電研究所
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 陳廣民

1.一種基于俯視和側視相機的電動汽車電池定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

1】獲取圖像坐標系下電動汽車頂部中心坐標、電動汽車偏向角以及電池中心坐標值；

2】獲取機械手坐標系下的電池的坐標值以及角度值；機械手坐標系是指以機械手三維空間運動的方向搭建的坐標系；

3】將圖像坐標系下的坐標值以及機械手坐標系下的坐標值進行擬合，獲得電池在機械手坐標系下的三維構建；

4】機器手基于電池在機器人坐標系下三維構建，對電池進行拾取。

2.根據權利要求1所述的基于俯視和側視相機的電動汽車電池定位方法，其特征在于：所述步驟1】的具體步驟是：

1.1】對電動汽車車頂以及電動汽車電池箱內的電池分別做矩形框條標記和黑色圓形標記；

1.2】頂部照相機采集處理矩形框條標記圖像，獲取電動汽車頂部的中心點坐標以及電動汽車的偏向角；

1.3】側部照相機采集處理黑色圓形標記圖像，獲取電動汽車電池箱內的電池的中心坐標。

3.根據權利要求2所述的基于俯視和側視相機的電動汽車電池定位方法，其特征在于：所述步驟1.2】的具體步驟是：

1.2.1】頂部照相機拍攝下電動汽車頂部的圖片，提取圖片的感興趣區域；

1.2.2】對圖片進行高斯平滑處理，去除圖片中的噪點；

1.2.3】通過灰度閾值分割的方法，將圖片處理為黑白圖片；

1.2.4】在步驟1.2.3】中的黑白圖片中提取圖像輪廓，并判斷該圖像輪廓是否為矩形框條標記，如果是，進行步驟1.2.5；

1.2.5】獲取矩形框條標記的所有矩形邊點坐標，計算所有矩形邊點坐標的平均值確定電動汽車頂部的中心點坐標，通過確定矩形框條標記其中一條邊與圖像輪廓一條邊之間的夾角，確定電動汽車的偏向角。

4.根據權利要求3所述的基于俯視和側視相機的電動汽車電池定位方法，其特征在于：所述步驟1.2.4】的具體步驟是：

1.2.4.1】對圖像輪廓進行多邊形逼近，根據多邊形頂點的個數判斷該多邊形是否為四邊形圖像輪廓；如果是四，則認定該圖像輪廓為四邊形圖像輪廓并保留；如果不是四，則舍棄該圖像輪廓；

1.2.4.2】判斷四邊形圖像輪廓是否為四邊形凸輪廓；設定一個灰度閾值T2，計算四邊形圖像輪廓的面積，如果面積大于閾值T2，則四邊形圖像輪廓為四邊形凸輪廓；如果面積小于閾值T2，則舍棄該四邊形圖像輪廓；

1.2.4.3】判斷四邊形凸輪廓是否為矩形框條標記；設定閾值T3，如果四邊形凸輪廓的四個內角余弦值中最大值大于閾值T3，則該四邊形凸輪廓為矩形框條標記，否則不是矩形框條標記。

5.根據權利要求2所述的基于俯視和側視相機的電動汽車電池定位方法，其特征在于：所述步驟1.3】的具體步驟是：

1.3.1】側部相機拍攝下電池箱內電池的圖片，去除會對圖片處理產生干擾的區域；

1.3.2】對圖片進行高斯平滑處理，去除圖片中的噪點；

1.3.3】通過灰度閾值分割的方法，將圖片處理為黑白圖片；

1.3.4】在黑白圖片中獲取黑色圓形標記的圖像，并確定電池的中心坐標。

6.根據權利要求5所述的基于俯視和側視相機的電動汽車電池定位方法，其特征在于：所述步驟1.3.4】的具體步驟是：

1.3.4.1】提取黑白圖片中的黑色區域，再找出電池箱與電池之間的黑色縫隙中的中心點坐標；

1.3.4.2】根據電池距離電池箱上表面固定像素寬度，初步確定黑色圓形標記的中心點坐標；再利用初步確定的黑色圓形標記的中心點坐標設定一個邊長大于黑色圓形標記直徑的正方形區域；

1.3.4.3】對正方形區域進行灰度閾值分割，提取黑色圓形標記的邊緣；

1.3.4.4】找出包括邊緣的最小外接圓，該最小外接圓的圓心即為最終電池中心點坐標。