[發(fā)明專利]基于雙目視覺技術疊放鋼坯的識別與定位方法和吊運方法

在審

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• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111951334A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設計）人: 費致根;肖艷秋;王才東;劉曉麗;鄭華棟;曹寧;付吉祥;李培婷;王輝
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業(yè)大學
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T7/80;G06T7/66;G06T7/13;G06T7/00;G06K9/00;G06K9/32;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 王金

1.基于雙目視覺技術疊放鋼坯的識別與定位方法，用于為吊運作業(yè)提供疊放狀態(tài)下待吊運的單根鋼坯的定位信息和分層聚類信息；

其特征在于按以下步驟執(zhí)行：

第一是準備；在起重設備上安裝雙目相機，使雙目相機正對疊放鋼坯；雙目相機包括左相機和右相機；雙目相機連接有電控裝置；

第二是圖像采集；左相機和右相機利用內(nèi)置的SDK程序包實時采集疊放鋼坯的圖像，并將照片傳送給電控裝置；

第三是圖像預處理；

電控裝置對左相機和右相機采集的圖像分別進行濾波處理，去除圖像噪聲；

第四是雙目相機立體標定；

第五是模板匹配；

第六是角點檢測；

第七是鋼坯特征點的立體匹配與識別定位，得到最上兩層鋼坯中各單根鋼坯的識別和定位信息；

第八是鋼坯分層聚類，為起重設備吊運鋼坯提供分層聚類信息。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于雙目視覺技術疊放鋼坯的識別與定位方法，其特征在于：第四步驟即雙目相機立體標定是：

采用張正友標定算法，先讀取標定板圖像，再提取Harris角點，再定位亞像素角點，再構造方程解參數(shù)，再進行最小二乘參數(shù)估計，再進行最大似然參數(shù)優(yōu)化，再計算畸變參數(shù)，完成雙目相機立體標定；

完成雙目相機立體標定后，得到以下參數(shù)值：左右相機的基線長度B、相機集距f、左相機主點坐標(u_c1,v_c1)以及右相機主點坐標(u1,v1)；

P(X_P,Y_P,Z_P)為空間內(nèi)一點，d為P點在左、右相機成像面的視差，d＝x₁-x₂，x₁為P點在左相機成像面的X軸坐標，x₂為P點在右相機成像面的X軸坐標；

利用公式一計算出P點校正后的空間坐標：

公式一：

3.根據(jù)權利要求1或2所述的基于雙目視覺技術疊放鋼坯的識別與定位方法，其特征在于：

第五步驟即模板匹配步驟是：

預先制作模板；設計人員預先選擇一張包含有目標鋼坯的圖像并設定ROI，制作圖像模板并存儲于電控裝置內(nèi)；

預先輪廓提取：采用邊緣提取算子對模板圖像進行邊緣提取，得到邊緣點P_i＝(x_i,y_i)i＝1,2,...N，進而得到基于輪廓的模板圖像描述向量為：

其中，c＝(w-1)/2，w為輪廓窗口尺度，取奇數(shù)值；預先制作模板和預先輪廓提取在第二步驟之前進行；

(一)、生成基于輪廓的目標圖像的描述向量；

電控裝置以設定的ROI大小作為窗口大小，通過在目標圖像上逐行或逐列移動窗口，實現(xiàn)對整個目標圖像的遍歷；窗口在移動過程中經(jīng)過多個位置，各位置處的窗口所覆蓋的區(qū)域組成完整的目標圖像；

對于窗口移動過程中經(jīng)過的多個位置，依次對窗口內(nèi)圖像進行邊緣提取，得到邊緣點Q_i＝(x_i,y_i) i＝1,2,...M，生成一個窗口圖像基于輪廓的描述向量：

這里，的定義同在依次對下一個窗口內(nèi)圖像進行邊緣提取前，進行計算匹配置信度的操作；

(二)、計算匹配置信度；

ε為給定置信度閾值，由設計人員預先存儲在電控裝置中；如果a＜ε，則匹配成功，輸出該窗口區(qū)域的中心點位置平面坐標；逐行或逐列移動窗口至下一位置；

重復生成基于輪廓的目標圖像的描述向量的操作和計算匹配置信度的操作，直到遍歷整個目標圖像。