[發(fā)明專利]基于視覺(jué)的轉(zhuǎn)軸位姿檢測(cè)方法和裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110551349.4
• 申請(qǐng)日: 2021-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113205561A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建富;馮平法;肖軒;余暢;王健健;吳志軍;郁鼎文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/80
• 分類號(hào): G06T7/80;G06T7/70;G06T7/12;G06T7/136;G06T7/90
• 代理公司: 北京華進(jìn)京聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11606
• 代理人: 方曉燕

1.一種基于視覺(jué)的轉(zhuǎn)軸位姿檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取雙目相機(jī)對(duì)目標(biāo)轉(zhuǎn)軸的工裝部件進(jìn)行采集得到的圖像組，所述圖像組包含的圖像的采集時(shí)間相同；

根據(jù)預(yù)設(shè)的圖像識(shí)別策略，識(shí)別所述圖像組包含的每個(gè)圖像中的工裝部件色塊，并對(duì)識(shí)別出的工裝部件色塊分別進(jìn)行標(biāo)記，得到所述每個(gè)圖像對(duì)應(yīng)的標(biāo)定圖像；

針對(duì)每個(gè)標(biāo)定圖像，在所述標(biāo)定圖像中識(shí)別各所述色塊之間的分割線位置；

根據(jù)各所述色塊之間的分割線位置，計(jì)算所述目標(biāo)轉(zhuǎn)軸的位姿信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)轉(zhuǎn)軸的位姿信息至少包括目標(biāo)轉(zhuǎn)軸的坐標(biāo)與轉(zhuǎn)動(dòng)角度；

所述根據(jù)各所述色塊之間的分割線位置，計(jì)算所述目標(biāo)轉(zhuǎn)軸的位姿信息，包括：

在各所述標(biāo)定圖像中，確定匹配的各所述色塊之間的分割線位置，作為目標(biāo)位置對(duì)；

根據(jù)所述目標(biāo)位置對(duì)，計(jì)算所述工裝部件與雙目相機(jī)之間的深度值；

根據(jù)所述深度值計(jì)算圓心坐標(biāo)；

將所述目標(biāo)位置對(duì)兩兩組合進(jìn)行角度值計(jì)算，得到多個(gè)角度值，對(duì)所述多個(gè)角度值進(jìn)行聚類，選取密度最大的角度分布區(qū)域中角度值對(duì)應(yīng)的目標(biāo)位置對(duì)計(jì)算目標(biāo)轉(zhuǎn)軸的半徑值；

根據(jù)所述半徑值與目標(biāo)轉(zhuǎn)軸的標(biāo)準(zhǔn)半徑值計(jì)算半徑殘差值，將大于預(yù)設(shè)殘差閾值的半徑殘差值對(duì)應(yīng)的目標(biāo)位置對(duì)丟棄；

根據(jù)剩余的目標(biāo)位置對(duì)計(jì)算的角度值求取平均值，得到所述目標(biāo)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度；

根據(jù)剩余的目標(biāo)位置對(duì)計(jì)算的圓心坐標(biāo)求取平均值，得到所述目標(biāo)轉(zhuǎn)軸的坐標(biāo)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述在各所述標(biāo)定圖像中，確定匹配的各所述色塊之間的分割線位置，作為目標(biāo)位置對(duì)，包括：

當(dāng)所述各所述標(biāo)定圖像識(shí)別的不同分割線位置兩邊色塊的顏色差異度小于預(yù)設(shè)的差異度閾值，則得到目標(biāo)位置對(duì)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)識(shí)別出的工裝部件色塊分別進(jìn)行標(biāo)記，得到所述每個(gè)圖像對(duì)應(yīng)的標(biāo)定圖像，包括：

根據(jù)預(yù)先采集的工裝部件中不同色塊對(duì)應(yīng)的色調(diào)范圍，在六角椎體模型空間中識(shí)別所述圖像組包含的每個(gè)圖像中的工裝部件色塊對(duì)應(yīng)的色調(diào)值；

將識(shí)別出的工裝部件色塊的色調(diào)值按照標(biāo)準(zhǔn)化的色調(diào)值進(jìn)行標(biāo)記，得到每個(gè)圖像對(duì)應(yīng)的標(biāo)定圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述針對(duì)每個(gè)標(biāo)定圖像，在所述標(biāo)定圖像中識(shí)別各所述色塊之間的分割線位置，包括：

提取所述標(biāo)定圖像的邊緣特征，得到邊緣圖像；

檢測(cè)所述邊緣圖像中所述工裝部件的上邊界和下邊界；

提取所述工裝部件的上邊界和下邊界中間的圖像，得到裁剪圖像；

通過(guò)預(yù)設(shè)的分割線檢測(cè)算法，檢測(cè)所述裁剪圖像中各色塊之間的分割線，得到各所述色塊之間的分割線位置。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述提取所述標(biāo)定圖像的邊緣特征，得到邊緣圖像之后，還包括：

填充所述邊緣圖像中的不連續(xù)區(qū)域，得到完整邊緣圖像；

計(jì)算所述完整邊緣圖像的中每個(gè)閉合輪廓的面積，將閉合輪廓面積小于預(yù)設(shè)面積閾值的輪廓剔除；

將剔除之后的完整邊緣圖像進(jìn)行多邊形擬合，提取擬合后面積大于預(yù)設(shè)面積閾值的輪廓，得到目標(biāo)圖像；

所述檢測(cè)所述邊緣圖像中所述工裝部件的上邊界和下邊界，包括：

檢測(cè)所述目標(biāo)圖像中所述工裝部件的上邊界和下邊界。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

獲取通過(guò)多個(gè)圖像組計(jì)算得到的所述目標(biāo)轉(zhuǎn)軸的位姿信息；

在得到的多個(gè)目標(biāo)轉(zhuǎn)軸的位姿信息中的多個(gè)角度值中，選擇在預(yù)設(shè)誤差范圍內(nèi)的角度值，當(dāng)所述在預(yù)設(shè)誤差范圍內(nèi)的角度值的個(gè)數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)數(shù)量，則計(jì)算所述在預(yù)設(shè)誤差范圍內(nèi)的角度值的平均值及其所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)軸坐標(biāo)平均值，得到所述目標(biāo)轉(zhuǎn)軸的最終角度值和最終轉(zhuǎn)軸坐標(biāo)值。