[發明專利]一種圓截面工件定位方法、裝置及系統

在審

• 申請號: 201810065961.9
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108320308A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 王銀靈;王忠立;陳殿蘋;姚迪;葛繼文;孫玉璽;上官偉;張勇
• 申請（專利權）人: 中車青島四方機車車輛股份有限公司;北京交通大學
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;B23P19/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;李相雨

本發明實施例提供一種圓截面工件定位方法、裝置及系統。其中，該方法包括：檢測圓截面工件在攝像機的圖像平面上的投影，獲得投影的參數；求解由攝像機的透鏡中心和所述投影確定的視錐曲面的方程及視錐曲面的主軸的方程；根據兩個所述攝像機的透鏡中心的坐標、視錐曲面的方程、主軸方程和兩個所述攝像機的相對位移確定圓截面工件上表面的圓心坐標和半徑；根據所述圓截面工件上表面的圓心坐標和半徑大小確定所述圓截面工件的位置。本發明實施例提供的圓截面工件定位方法、裝置和系統，基于雙視錐曲面對具有圓截面的工件進行定位，定位準確、計算簡單，提高了定位的準確性和實時性；同時，由于無需進行特征點匹配，提高了圓截面工件定位的通用性。

技術領域

本發明實施例涉及機器視覺及工件定位技術領域，具體為一種圓截面工件定位方法、裝置及系統。

背景技術

在現代制造技術中，自動化裝配技術能夠部分取代人工技能和判斷力進行復雜的裝配操作，提高生產效率，保證產品的質量和穩定性。在零件裝配過程中，有很多具有圓截面的工件需要進行裝配，在機械臂夾持工件時，必須能夠準確定位工件，順利完成裝配任務。隨著機器視覺的發展，利用機器視覺系統指導裝配過程的順利開展是研究的一大熱點。

在現有的基于立體視覺定位工件的方法中，主要采用的是基于特征點匹配的空間三維點計算的定位方法。該方法依賴于特征點提取和匹配的精度，計算復雜，導致無法滿足實時性的需求，且誤差較大；而且，對于一些沒有明顯的特征點的工件，則無法進行定位，使得上述方法不具有通用性。

發明內容

為解決現有技術中實時性不高、誤差較大及通用性不高的問題，本發明實施例提供一種圓截面工件定位方法、裝置及系統。

第一方面，本發明實施例提供一種圓截面工件定位方法，該方法包括：檢測圓截面工件在攝像機的圖像平面上的投影，獲得所述投影的參數；求解由所述攝像機的透鏡中心和所述投影確定的視錐曲面的方程；并求解所述視錐曲面的主軸的方程；根據兩個所述攝像機的所述透鏡中心的坐標、所述視錐曲面的方程、所述視錐曲面的主軸的方程和兩個所述攝像機的相對位移確定所述圓截面工件上表面的圓心坐標和半徑大小；根據所述圓截面工件上表面的圓心坐標和半徑大小確定所述圓截面工件的位置。

第二方面，本發明實施例提供一種圓截面工件定位裝置，該裝置包括：計算單元，具體用于檢測圓截面工件在攝像機的圖像平面上的投影，獲得所述投影的參數；求解由所述攝像機的透鏡中心和所述投影確定的視錐曲面的方程；并求解所述視錐曲面的主軸的方程；工件定位單元，具體用于根據兩個所述攝像機的所述透鏡中心的坐標、所述視錐曲面的方程、所述視錐曲面的主軸的方程和兩個所述攝像機的相對位移確定所述圓截面工件上表面的圓心坐標和半徑大小；根據所述圓截面工件上表面的圓心坐標和半徑大小確定所述圓截面工件的位置。

第三方面，本發明實施例提供一種圓截面工件定位系統，該系統包括本發明實施例提供的圓截面工件定位裝置、雙目攝像頭及機械臂；其中，所述圓截面工件定位裝置與所述雙目攝像頭和所述機械臂相連接。

第四方面，本發明實施例提供一種電子設備，包括存儲器和處理器，所述處理器和所述存儲器通過總線完成相互間的通信；所述存儲器存儲有可被所述處理器執行的程序指令，所述處理器調用所述程序指令能夠執行如下方法：檢測圓截面工件在攝像機的圖像平面上的投影，獲得所述投影的參數；求解由所述攝像機的透鏡中心和所述投影確定的視錐曲面的方程；并求解所述視錐曲面的主軸的方程；根據兩個所述攝像機的所述透鏡中心的坐標、所述視錐曲面的方程、所述視錐曲面的主軸的方程和兩個所述攝像機的相對位移確定所述圓截面工件上表面的圓心坐標和半徑大小；根據所述圓截面工件上表面的圓心坐標和半徑大小確定所述圓截面工件的位置。