[發(fā)明專利]一種帶倒角工件的視覺垂直定位方法

有效

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• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108050934B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐琦;王浩;葉凱
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢比天科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 深圳市港灣知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44258
• 代理人: 微嘉

本發(fā)明公開一種帶倒角工件的視覺垂直定位方法，是通過視覺成像系統(tǒng)的垂直光路圖分析工件倒角對成像位置的影響，利用待定位工件的幾何模型及其與相機成像中心的相對位置建立工件定位坐標(biāo)、實際坐標(biāo)和相機成像中心坐標(biāo)的函數(shù)，利用標(biāo)準(zhǔn)工件多次標(biāo)定來計算相機成像中心坐標(biāo)，得到工件定位坐標(biāo)與實際坐標(biāo)的關(guān)系函數(shù)，最后根據(jù)每次定位結(jié)果計算出工件的實際坐標(biāo)，實現(xiàn)倒角工件精準(zhǔn)定位的方法。本發(fā)明能有效提高帶倒角工件垂直成像的視覺定位精度，降低了定位帶倒角工件時對視覺系統(tǒng)配置的嚴苛要求，提高了設(shè)備通用化、智能化程度，推動制造企業(yè)工藝升級。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器視覺自動加工領(lǐng)域，特別涉及一種帶倒角的工件自動定位方法。

背景技術(shù)

在視覺輔助定位加工系統(tǒng)中，機器視覺用來準(zhǔn)確定位待加工產(chǎn)品的位置。通常將視覺系統(tǒng)垂直照射在加工范圍內(nèi)。通過采用張正友標(biāo)定法，視覺系統(tǒng)可精確獲取標(biāo)定平面的對象參數(shù)，包括尺寸、坐標(biāo)等。對于棱角清晰無倒角的工件，將其上表面與標(biāo)定面重合后，通過識別上表面的形狀也可準(zhǔn)確獲取上表面參數(shù)。

實際生產(chǎn)中，絕大部分工件都存在倒角，對于上表面有倒角的工件，使用工件輪廓進行定位時，其在常用視覺系統(tǒng)中形成的圖像形狀隨著工件位置的變化而變化，無法準(zhǔn)確定位工件的和位置。使用遠心鏡頭可提高精度。但是遠心鏡頭成本高、體積大，有效視場較小，景深短，限制了應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種帶倒角工件的視覺垂直定位方法，是通過視覺成像系統(tǒng)的垂直光路圖分析工件倒角對成像位置的影響，利用待定位工件的幾何模型以及其與相機成像中心的相對位置建立工件定位坐標(biāo)、實際坐標(biāo)和相機成像中心坐標(biāo)的函數(shù)，利用標(biāo)準(zhǔn)工件多次標(biāo)定來計算相機成像中心坐標(biāo)，得到工件定位坐標(biāo)與實際坐標(biāo)的關(guān)系函數(shù)，最后根據(jù)每次定位結(jié)果計算出工件的實際坐標(biāo)，實現(xiàn)倒角工件精準(zhǔn)定位的方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

所述帶倒角工件為長方體，倒角半徑為r，長寬高依次為L、W和H，在標(biāo)定面上的中心坐標(biāo)為P(x_p,y_p,0)；根據(jù)針孔成像模型，所述相機成像中心坐標(biāo)為針孔相機模型的聚焦中心M(x₀,y₀,z₀)；設(shè)定：

在XOZ平面的X方向上，圖像中可觀察到的工件左端邊界中點為P_lx，右端邊界中點為P_rx；圖像處理時計算的左端和右端定位坐標(biāo)分別為P_lx’(a,b_l,0)和P_rx’(c,b_r,0)，P_lx’對應(yīng)的實際邊界點坐標(biāo)為A(x_a,y_a,z_a)，P_rx’對應(yīng)的實際邊界點坐標(biāo)為B(x_b,y_b,z_b)。

在YOZ平面的Y方向上，圖像中可觀察到的工件左端邊界中點為P_ly，右端邊界中點為P_ry；圖像處理時計算的左端和右端定位坐標(biāo)分別為P_ly’(d_l,e,0)和P_ry’(d_r,f,0)，P_ly’對應(yīng)的實際邊界點坐標(biāo)為C(x_c,y_c,z_c)，P_ry^’對應(yīng)的實際邊界點坐標(biāo)為D(x_d,y_d,z_d)。

整個視覺區(qū)域被分為3*3個子區(qū)域，每個子區(qū)域可建立對應(yīng)的工件定位坐標(biāo)、實際坐標(biāo)和相機成像中心坐標(biāo)的關(guān)系函數(shù)；

其特征在于：