[發明專利]一種基于多相機的光伏電池串定位方法

有效

• 申請號: 201811282155.3
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN111127553B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 尹章芹;萬皓;張冶;王杰高
• 申請（專利權）人: 南京埃斯頓機器人工程有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T7/181;H01L21/68;H01L31/18
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 程化銘

1.一種基于多相機的光伏電池串定位方法，其步驟如下：

在傳送裝置被測光伏電池串一個邊角上方設置一個角位相機，在被測光伏電池串長邊上方設置一個長邊位相機；所述角位相機的視野正對被測光伏電池串一個邊角，用于獲取光伏電池串的角部圖像，所述長邊位相機的視野正對光伏電池串的一個長邊，用于獲取光伏電池串長邊的圖像；

建立機器人參考坐標系r；

建立角位相機參考坐標系A：將機器人切換到機器人參考坐標系r中，在空間中順序走三個點r₃(x₃,y₃,z₁,a₁,b₁,c₁),r₄(x₃,y₄,z₁,a₁,b₁,c₁)，r₅(x₄,y₃,z₁,a₁,b₁,c₁)，在角位相機中成像的坐標分別為：c₀(X₀,Y₀),c₁(X₁,Y₁),c₂(X₂,Y₂),利用旋轉平移方程R1|T1，建立的角位相機參考坐標系A,其中：r₃,r₄,r₅的關系是，r₃和r₄在機器人x軸上的坐標相同，r₃和r₅在機器人y軸上的坐標相同，z軸的坐標z₁相同，機器人的姿態a₁,b₁,c₁相同；

R₁|T₁坐標系的叉乘表示：

X軸向量

Y軸向量

其中：X₀，X₁，X₂表示相機行坐標值，Y₀，Y₁，Y₂表示相機的列坐標；

則遵循右手定則的坐標系第三軸可表示為：

假設

則角位相機參考坐標系A的矩陣形式為：

步驟1.計算光伏電池串標準排版位置c₃(X₃,Y₃,a₃)和長邊位相機獲取的光伏電池串位置c₄(X₄,Y₄,a₄)：

步驟1.1機器人抓取光伏電池串放置在長邊位相機和角位相機下方，機器人對應的點位坐標是：r₆(x₆,y₆,z₆,a₆,b₆,c₆),長邊位相機定位的是光伏電池串邊界，角位相機定位的是光伏電池串邊界線的邊界和交點；

步驟1.2角位相機拍攝到光伏電池串角部位置的兩個邊界，采用亞像素級別的邊緣擬合的方法，找出光伏電池串角部邊緣直線L1、L2，其中，其中長邊邊緣直線L2與標準直線的夾角為a₃,光伏電池串角部邊緣直線L1和L2的交點c₃(X₃,Y₃,a₃)，即是光伏電池串標準排版位置；c₀(X₀,Y₀)和c₁(X₁,Y₁)構成的直線為所述標準直線；

步驟1.3各個長邊位相機拍攝到光伏電池串的長邊邊界，采用亞像素級別的邊緣擬合的方法，找出光伏電池串長邊邊緣直線的L3，直線L3與標準直線之間的角度為a₄,交點c₄(X₄,Y₄,a₄)即是長邊位相機獲取的光伏電池串位置；

步驟2計算光伏電池串位置與光伏電池串標準排版位置的差異(Dx,Dy,Da)：

步驟2.1測量光伏電池串的長和寬的一半分別為l₁和l₂；

步驟2.2計算光伏電池串的旋轉中心：

其中DX和DY表示一個像素代表多少毫米；

步驟2.3機器人抓取新的光伏電池串,利用長邊位相機和角位相機拍攝，計算新的光伏電池串標準排版位置c31(x₃₁,y₃₁,a₃₁)和長邊位相機獲取的光伏電池串位置c41(x₄₁,y₄₁,a₄₁)：

其中，i表示角位坐標的起始計數位，i＝2，N表示相機的個數；

利用以太網的通訊，將數據發給排版機器人，機器人在點位r6的基礎上，加上[Dx,Dy,Da]，并執行；所述點位r6是，機器人抓取光伏電池串放置在長邊位相機和角位相機下方時，機器人對應的點位，其坐標是：r₆(x₆,y₆,z₆,a₆,b₆,c₆)。