[發(fā)明專利]基于攝像頭的TIP頭輔助定位系統(tǒng)及其定位和信息采集處理方法

在審

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• 申請日: 2021-06-18
• 公開（公告）號: CN113411515A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 馬海濤;路文豪;劉敏;程慶
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學
• 主分類號: H04N5/247
• 分類號: H04N5/247;H04N5/232;G06T7/11;G06T5/00;G01N1/10
• 代理公司: 長春市四環(huán)專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

1.基于攝像頭的TIP頭輔助定位系統(tǒng)，其特征在于：包括帶輪(1)、傳動帶(2)、固定塊(3)、上電機(4)、下電機(8)、電機(5)、攝像頭(6)、前后電機滑塊(7)、固定架(9)、底座(10)、黑色TIP頭(11)、取樣槽(12)、取樣裝置(13)和上下電機滑塊(14)；

固定架(9)、攝像頭(6)和取樣槽(12)設置在底座(10)上，二個攝像頭(6)分布在取樣槽(12)的相鄰側(cè)，攝像頭(6)對準取樣槽(12)，二個帶輪(1)設置在固定架(9)上，傳動帶(2)繞設在二個帶輪(1)上，電機(5)的輸出軸與二個帶輪(1)中的一個帶輪(1)連接，固定塊(3)與傳動帶(2)的一側(cè)固定在一起，傳動帶(2)能帶動固定塊(3)左右移動，固定塊(3)上設置前后電機滑塊(7)，上電機(4)位于前后電機滑塊(7)上，上電機(4)能在前后電機滑塊(7)上前后滑動，上電機(4)下方延伸有上下電機滑塊(14)，下電機(8)位于上下電機滑塊(14)上，下電機(8)能在上下電機滑塊(14)上上下滑動，取樣裝置(13)設置在下電機(8)上，取樣裝置(13)的下部設置黑色TIP頭(11)，取樣裝置(13)能隨下電機(8)上下移動；黑色TIP頭(11)能在電機(5)、上電機(4)和下電機(8)的帶動下，進行三維的移動，攝像頭(6)采集黑色TIP頭(11)的位置信息，黑色TIP頭(11)為錐形結(jié)構(gòu)。

2.權(quán)利要求1所述基于攝像頭的TIP頭輔助定位系統(tǒng)的定位和信息采集處理方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟1；在白色背景下，攝像頭(6)采集黑色TIP頭(11)的圖像，對圖像進行適度裁剪，裁剪后的圖像包含黑色TIP頭(11)尖端的位置信息；

步驟2：對步驟1處理后的圖像進行均衡化處理，增加圖像的全局對比度；

步驟3：對步驟2之后的圖像進行二值化處理，使其變?yōu)槎祱D像；

步驟4：將步驟3產(chǎn)生的圖像變?yōu)榫仃嚕暫谏袼攸c為0，白色像素點為1；

步驟5：將步驟4產(chǎn)生的矩陣進行逐行遍歷，找出矩陣行中數(shù)字0變1位置的0的點的坐標，如果未發(fā)現(xiàn)0變?yōu)?的數(shù)字變化，就自動遍歷下一行，如果發(fā)現(xiàn)0變?yōu)?的數(shù)字變化，就記錄靠近像素1的0像素的位置，并將所有的上述0像素的位置視為黑色TIP頭(11)的左邊緣，然后找出矩陣行中數(shù)字1變成0的位置的0的點的坐標，如果未發(fā)現(xiàn)1變?yōu)?的數(shù)字變化，就自動遍歷下一行，如果發(fā)現(xiàn)1變?yōu)?的數(shù)字變化，就記錄靠近像素1的0像素的位置，并將所有的上述0像素的位置視為黑色TIP頭(11)的右邊緣，由于黑色TIP頭(11)是一個錐形結(jié)構(gòu)，將左右兩側(cè)的坐標運用最小二乘法y＝kx+b擬合成兩條線，并將這兩條線視為黑色TIP頭(11)的左右邊緣；

步驟6：求出步驟5得出的兩條擬合成最小二乘法格式的線的交點坐標，并將這個交點坐標視為黑色TIP頭(11)尖端的位置坐標，既黑色TIP頭(11)將要進入到取樣槽(12)的位置坐標；

步驟7：根據(jù)步驟6得到的黑色TIP頭(11)的位置信息，電機(5)會開始工作，使帶輪(1)開始旋轉(zhuǎn)，帶動傳動帶(2)工作，傳動帶(2)會帶動固定塊(3)，從而調(diào)整黑色TIP頭(11)左右位置，在左右位置確定之后，前后電機滑塊(7)會開始進行工作，調(diào)整黑色TIP頭(11)的前后位置，將黑色TIP頭(11)調(diào)整至采樣點位置。