[發(fā)明專利]利用線結(jié)構(gòu)光傳感器定位圓柱體位置的方法及其用途

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010303998.8
• 申請(qǐng)日: 2020-04-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111322950B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹仕斌;郭寅;郭磊;孫博;謝康康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 易思維（杭州）科技有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)一種利用線結(jié)構(gòu)光傳感器定位圓柱體位置的方法及其用途，包括：傳感器向圓柱體的側(cè)表面投射線激光，得到光條圖像，將所有點(diǎn)轉(zhuǎn)換到全局坐標(biāo)系；當(dāng)圓柱體的軸線與全局坐標(biāo)系xoy平面垂直時(shí)，利用光條圓弧段點(diǎn)坐標(biāo)擬合圓，求取圓心坐標(biāo)；將z軸的中值作為圓心的z值；當(dāng)不垂直時(shí)，預(yù)先構(gòu)建圓柱體坐標(biāo)系，以圓柱體的底面為圓柱體坐標(biāo)系的xoy平面，圓柱體的軸線為z軸；將所有點(diǎn)投影到xoy平面，擬合圓I，求取圓I的圓心坐標(biāo)；利用旋轉(zhuǎn)平移轉(zhuǎn)換關(guān)系，獲取圓I的圓心坐標(biāo)在全局坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值；將光條直線段點(diǎn)的z方向中值作為圓I的圓心z值；本方法，能實(shí)時(shí)反應(yīng)定位設(shè)備的位置，保證最終產(chǎn)品的加工精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光視覺(jué)測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種利用線結(jié)構(gòu)光傳感器定位圓柱體位置的方法及其用途。

背景技術(shù)

隨著自動(dòng)化生產(chǎn)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，越來(lái)越多的智能化設(shè)備被引入到加工行業(yè)，為了滿足產(chǎn)品的流水化生產(chǎn)，首先需要解決待加工物的定位問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)待加工物的定位，銷柱等定位設(shè)備被引入了生產(chǎn)過(guò)程。傳統(tǒng)方法中默認(rèn)定位裝置中銷柱位置固定且準(zhǔn)確，忽略了長(zhǎng)期使用后機(jī)械結(jié)構(gòu)的松動(dòng)、磨損、老化等問(wèn)題，從而使得定位不準(zhǔn)確，影響待加工物的加工精度，甚至影響加工過(guò)程或增加殘次率。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種利用線結(jié)構(gòu)光傳感器定位圓柱體位置的方法及其用途，其將線結(jié)構(gòu)光視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于圓柱體位置檢測(cè)，具體說(shuō)是銷柱等類似結(jié)構(gòu)定位物位置檢測(cè)，能實(shí)時(shí)反應(yīng)定位設(shè)備的位置，保證最終產(chǎn)品的加工精度。

為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種利用線結(jié)構(gòu)光傳感器定位圓柱體位置的方法，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，所述圓柱體垂直設(shè)置于安裝位置，所述線結(jié)構(gòu)光傳感器、圓柱體和安裝位置之間的相對(duì)位置固定；所述線結(jié)構(gòu)光傳感器坐標(biāo)系與全局坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系已知；

包括以下步驟：

1)所述線結(jié)構(gòu)光傳感器向所述圓柱體的側(cè)表面投射線激光，并采集圖片；提取所述圖片中的光條圖像，將光條圖像上所有點(diǎn)坐標(biāo)從線結(jié)構(gòu)光傳感器坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到全局坐標(biāo)系；

2)當(dāng)圓柱體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的軸線與全局坐標(biāo)系xoy平面垂直時(shí)，利用光條圓弧段點(diǎn)坐標(biāo)擬合圓，求取圓心坐標(biāo)；再將圓弧段點(diǎn)云z軸的中值作為圓心的z值，得到代表圓柱體位置的坐標(biāo)；

當(dāng)圓柱體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的軸線與全局坐標(biāo)系xoy平面不垂直時(shí)，預(yù)先構(gòu)建圓柱體坐標(biāo)系，以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下圓柱體的底面為圓柱體坐標(biāo)系的xoy平面，同狀態(tài)下圓柱體的軸線方向?yàn)閦軸；將光條圖像中所有點(diǎn)投影到圓柱體坐標(biāo)系的xoy平面，利用圓弧段點(diǎn)坐標(biāo)擬合圓I，求取圓柱體坐標(biāo)系下的圓I的圓心坐標(biāo)；利用圓柱體坐標(biāo)系與全局坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)平移轉(zhuǎn)換關(guān)系，獲取圓I的圓心坐標(biāo)在全局坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值；將光條直線段部分的點(diǎn)在全局坐標(biāo)系下的z方向中值作為圓I的圓心z值，得到代表圓柱體位置的坐標(biāo)。

進(jìn)一步，利用圓弧段點(diǎn)坐標(biāo)擬合圓的方法為：利用圓弧段點(diǎn)坐標(biāo)擬合圓的方法為：

①將圓弧段兩個(gè)端點(diǎn)中任意一點(diǎn)作為種子點(diǎn)；

②依據(jù)種子點(diǎn)進(jìn)行N個(gè)最近鄰檢索，分別計(jì)算N個(gè)點(diǎn)與種子點(diǎn)之間的距離，判斷距離值是否均小于預(yù)設(shè)值：

③若是，則將這N個(gè)點(diǎn)存儲(chǔ)，并選擇前一次存儲(chǔ)點(diǎn)中距種子點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)作為新的種子點(diǎn)，繼續(xù)進(jìn)行步驟②；

若否，則把各距離值小于預(yù)設(shè)值的點(diǎn)存儲(chǔ)為一段光條段；并在距離值大于預(yù)設(shè)值的點(diǎn)中選擇距離前一種子點(diǎn)最近的點(diǎn)為新的種子點(diǎn)，進(jìn)行步驟②，把再次滿足條件的點(diǎn)存入新的光條段；直至遍歷完整個(gè)圓弧段，將其分割成N段光條段；

④對(duì)比所有光條段，將點(diǎn)云數(shù)量大于預(yù)設(shè)數(shù)量的光條段記為新的圓弧段點(diǎn)，剔除其他光條段，利用新的圓弧段點(diǎn)進(jìn)行圓弧擬合。