[發明專利]一種深溝窄槽視覺檢測鏡頭防碰撞控制方法

有效

• 申請號: 202110894324.4
• 申請日: 2021-08-04
• 公開（公告）號: CN113487687B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 張紫琳;鄧耀華;孫成;李偉杰
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/70;G06T7/136
• 代理公司: 佛山市君創知識產權代理事務所(普通合伙) 44675
• 代理人: 杜鵬飛

1.一種深溝窄槽視覺檢測鏡頭防碰撞控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將內窺鏡置于運動控制模塊上；對內窺鏡的視覺檢測相機進行視覺標定；采用標定方法確定相機的內部參數和外部參數，消除相機成像畸變，確定空間物體的三維幾何位置與其在圖像之間的相互關系，建立相機成像的幾何模型，完成標定過程；

(2)將含有待檢窄槽的工件垂直放在內窺鏡的正下方；運動控制模塊驅動內窺鏡自動檢索目標窄槽，使拍攝視野內出現待檢目標，以完成待檢深溝窄槽的初步定位；

(3)采集深溝窄槽照片，提取圖像中窄槽特征，利用像素邊緣信息提取窄槽輪廓，并計算窄槽寬度；

物體發出的光經過相機的光心，成像于圖像傳感器或者也可以說是像平面上，如果設物體所在平面與相機平面的距離為d，物體實際高度為H，在傳感器上的高度為h，焦距為f,那么有這樣的關系：d/f＝h/H,H可類比為真實的窄槽寬度；

(4)得出深溝窄槽輪廓后，利用上述的鏡頭安全移動軌跡計算模塊中的深溝窄槽中心線提取法提取中心線，再基于中心線的其中一個點作為內窺鏡進入的中心定位點；

(5)在內窺鏡進入深溝窄槽前設定一個內窺鏡伸入點位的可信度閾值，用于判斷內窺鏡伸入是否會碰撞元件；

可信度閾值的計算方法包括以下步驟：

設定深溝窄槽的寬度為w、內窺半徑為r，根據以上數據可得內窺鏡的移動坐標的允許范圍寬度m為：

m＝w-2r；

根據內窺鏡的位置和允許范圍寬度m的關系劃分為不同等級的可信度，內窺鏡位置在允許范圍之外設定為不可信，在此之內設定為可信；

根據內窺鏡中心位置與窄槽中心線的距離大小劃分為多等級可信度，當達到設定的特定等級可信度時，即可執行進入深溝窄槽的運動操作；

(6)將深溝窄槽寬度和中心定位點的坐標信息傳遞到運動控制模塊，運動控制模塊驅動內窺鏡，使其視野范圍的中心與選定的窄槽中心定位點相重合，并逐漸伸入深溝窄槽中；在下降過程中，不斷進行可信度評級和驗證，如步驟(7)所示；

(7)根據當前的內窺鏡坐標，按照步驟(5)計算得出當前可信度等級，判斷內窺鏡視野中心坐標是否在設定的范圍之內；

(8)若判斷結果為不可信，回到步驟(6)繼續對位，反復進行驗證和矯正；若判斷結果達到設定的可信等級，內窺鏡繼續向下伸入深溝窄槽中，直至內窺任務完成。

2.根據權利要求1所述的深溝窄槽視覺檢測鏡頭防碰撞控制方法，其特征在于，在步驟(4)中，提取中心線的方法包括以下步驟：

獲取原圖，進行圖像預處理；進行閾值分割，并提取感興趣區域；提取區域骨架；提取并顯示中心線。

3.根據權利要求1所述的深溝窄槽視覺檢測鏡頭防碰撞控制方法，其特征在于，若在伸入過程中，即將進入深溝窄槽時可信度仍判定為不可信，則啟動緊急停止操作并報警，防止碰撞發生。