[發明專利]基于三維投影的特征信息快速定位方法

有效

• 申請號: 201911044403.5
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110749290B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 鄒劍;郭寅;張楠楠
• 申請（專利權）人: 易思維（杭州）科技有限公司
• 主分類號: G01B11/25
• 分類號: G01B11/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于三維投影的特征信息快速定位方法，利用設有相機和投影儀的視覺傳感器實現，所述視覺傳感器固定在機器人末端，或者固定在待測物所在工位上；其特征在于包括如下步驟：

1)基于標準數據，確定處于某一位姿的機器人或固定于某一位置的視覺傳感器所對應的所有特征標記點在待測物坐標系下的三維坐標；

2)通過待測物坐標系與機器人坐標系、機器人坐標系與傳感器坐標系、傳感器坐標系與投影儀坐標系的轉換關系，將特征標記點的坐標轉換到投影儀坐標系下；

或者，通過位置固定的傳感器的傳感器坐標系與待測物坐標系的轉換關系，將特征標記點的坐標轉換到投影儀坐標系下；

3)依據成像投影原理，將步驟2)得到的特征標記點的三維坐標映射到投影平面上，獲得各點的二維坐標；以此為依據，生成投影圖片，通過投影儀投射到待測物表面上，輔助此位置后續工作中的人工貼點。

2.如權利要求1所述基于三維投影的特征信息快速定位方法，其特征在于：獲取標準數據的方法包括如下步驟：

①在待測物的待檢測位置貼好特征標記點；

②末端固定有視覺傳感器的機器人從不同位置采集所述待測物的圖像，此圖像上包含有特征標記點；

以待測物坐標系為基準，將機器人坐標系轉換到待測物坐標系；同時分別確定相機、投影儀與機器人之間的位姿關系；

或者，在待測物所在工位上固定設置有多個視覺傳感器；多個視覺傳感器分別采集所述待測物的圖像，此圖像上包含特征標記點，所述多個視覺傳感器采集到的待測物圖像拼接后能覆蓋待測物上的整個待測區域；建立所有視覺傳感器內相機、投影儀與待測物坐標系的位姿關系；

③解算出某一位姿的機器人或固定于某一位置的視覺傳感器所能獲取的圖像上所有特征標記點在待測物坐標系下的三維坐標，以此作為標準數據。

3.如權利要求1所述基于三維投影的特征信息快速定位方法，其特征在于：步驟3)中將三維坐標映射到投影平面，獲得二維坐標的方法為：

式中：(x，y)、(X，Y，Z)對應的分別是同一點的二維圖像坐標和三維坐標，f為對應投影儀的鏡頭焦距。

4.如權利要求1所述基于三維投影的特征信息快速定位方法，其特征在于：步驟3)還將待測物中待測點的三維坐標先轉換到投影儀坐標系下，再將待測點與特征標記點采用相同方法處理，通過投影儀投射在待測物表面上，用于直觀顯示待測點在待測物表面的實際位置。

5.如權利要求4所述基于三維投影的特征信息快速定位方法，其特征在于：通過投影點的形狀/色彩將待測點與特征標記點進行區分。

6.如權利要求1所述基于三維投影的特征信息快速定位方法，其特征在于：還包括步驟4)當人工貼點完成后，處于某一位姿的機器人或固定于某一位置的視覺傳感器采集待測物的圖像，解算圖像中特征標記點的三維坐標，再將其轉換到投影儀坐標下；其次，依據成像投影原理，將三維坐標映射到投影平面，獲得各點的二維坐標，以此為依據，生成投影圖片，通過投影儀投射到待測物表面上。

7.如權利要求1所述基于三維投影的特征信息快速定位方法，其特征在于：還包括步驟：

4)當人工貼點完成后，處于某一位姿的機器人或固定于某一位置的視覺傳感器采集待測物的圖像，解算圖像中待測點的三維坐標，作為實測數據；

5)以數模數據為基準，計算實測數據與其差值，作為各待測點的偏差數據與各點進行關聯；將實測數據轉換到投影儀坐標下；依據成像投影原理，將三維坐標映射到投影平面，獲得各點的二維坐標，以此為依據，生成投影圖片，投影圖片信息包含各待測點的實測位置，以及在位置附近顯示的偏差數據；投影儀將投影圖片投射到待測物表面，用于直觀展示測量結果，各待測點能選擇性的顯示偏差數據格式和樣式。

8.如權利要求1所述基于三維投影的特征信息快速定位方法，其特征在于：還包括步驟：

4)當人工貼點完成后，處于某一位姿的機器人或固定于某一位置的視覺傳感器采集待測物圖像，解算圖像中所有待測點、特征標記點的三維坐標，作為實測待測物點云數據；

5)以數模數據為基準，查看實測點云數據與數模數據的差值，獲取所有點在待測物坐標系下對應的實測點云偏差值，基于待測物坐標系與投影儀坐標之間的轉換關系，得到投影儀坐標系下對應點的偏差值，將偏差值與對應點的顏色設置對應；以此為依據，生成投影圖片，通過投影儀投射到待測物表面上。