[發明專利]基于DLP和相機標定的用于機器人的視覺裝置及測量方法

在審

• 申請號: 201911279387.8
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN110842930A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 陳曼林;張鍇;王平江;徐慧;洪亮;張雪俊;焦明杰
• 申請（專利權）人: 泉州華中科技大學智能制造研究院;泉州華數機器人有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J11/00;B07C5/34
• 代理公司: 泉州市寬勝知識產權代理事務所(普通合伙) 35229
• 代理人: 廖秀玲

1.基于DLP和相機標定的用于機器人的視覺裝置，包括機器人手臂、設置于機器人手臂上的視覺裝置，其特征在于：視覺裝置包括設于機器人手臂上的下殼體、下殼體上設有用于將格雷碼編碼圖案導入并投射到待拍攝物體上的DLP投影儀、設于DLP投影儀光軸的中心軸線成中心對稱的用于圖像采集處理的相機、與下殼體配合的開設有三個用于DLP投影儀光軸和兩個所述相機光軸穿出的透視窗的上殼體，兩個所述相機光軸所在平面與DLP投影儀光軸所在平面在同一水平面，三個光軸交于一點。

2.根據權利要求1所述的基于DLP和相機標定的用于機器人的視覺裝置，其特征在于：下殼體上固設有用于固定相機的L型相機支架。

3.根據權利要求1所述的基于DLP和相機標定的用于機器人的視覺裝置，其特征在于：所述透視窗上設置有與透視窗大小配合的透明玻璃。

4.利用上述權利要求1-3中基于DLP和相機標定的用于機器人的視覺裝置的測量方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一：將下殼體安裝在機器人手臂上，并將DLP投影儀安裝在下殼體上，依據測量范圍從而確定相機到DLP投影儀光軸的中心軸線的距離，確定兩個相機光軸所在平面與DLP投影儀光軸所在平面在同一水平面，三個光軸交于一點，將開設有三個用于DLP投影儀光軸和兩個所述相機光軸穿出的透視窗的上殼體與下殼體配合；

步驟二、利用相機標定原理標定兩個相機，得到兩個相機的內外參數；

步驟三、根據格雷碼編碼原理生成格雷碼編碼圖案并導入DLP投影儀中；

步驟四、利用DLP投影儀將格雷碼編碼圖案投射到待拍攝物體上，并使用兩個相機同步采集保存圖像；

步驟五、對采集保存的圖像進行圖像濾波并二值化處理，然后進行格雷碼解碼運算得到真實相位值；

步驟六、采用動態規劃算法對圖像進行兩個相機的立體匹配，得到其視差圖，之后得到攝物體的三維點云數據。

5.根據權利要求4所述的測量方法，其特征在于：所述格雷碼編碼圖案的編碼方式為先將7位格雷碼的128個編碼全部列出來；然后以相反的順序再列一次，形成一個256的序列，也就是256個序列，最后將前半部分128個編碼的前面補一個0，后半部分128個編碼的前面補一個1，此時就完成了8位格雷碼的編碼；最后將每個格雷碼的第x位按照從高到低的順序組成一個二進制序列，并且序列中的值若為0則置為黑色，為1則置為白色，得到8幅8位的格雷碼編碼圖案。

6.根據權利要求4所述的測量方法，其特征在于：所述格雷碼解碼具體步驟為圖像處理獲取合適的閾值對采集保存的圖像進行二值化，轉換為只有兩個灰度等級和的圖像的二值圖像，依次獲取其各個像素的二進制數作為格雷碼值；將格雷碼值轉化成二進制碼，轉化方法最高位保持不變，依次用前一位該位做異或處理；把二進制碼轉化成十進制碼。