[發(fā)明專利]基于多目測距的柔性三維織造裝備導(dǎo)向棒安裝檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210101314.5
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114485434B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 單忠德;檀晨晨;汪俊;李大偉
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06;G06T7/00;G06T7/62;G06V10/764;G06V10/70;G06K9/62;G06N3/12
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 牛婧

1.一種基于多目測距的柔性三維織造裝備導(dǎo)向棒安裝檢測方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

(1)移動圖像采集系統(tǒng)采集導(dǎo)向棒安裝區(qū)域的圖像，通過采集的相鄰兩幀的圖像獲取測量距離；具體包括如下子步驟：

(1.1)移動圖像采集系統(tǒng)在導(dǎo)向棒安裝區(qū)域內(nèi)運(yùn)動，拍攝導(dǎo)向棒安裝區(qū)域上導(dǎo)向棒安裝目標(biāo)點(diǎn)的圖像幀，標(biāo)定圖像幀上導(dǎo)向棒安裝目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)，計(jì)算相鄰圖像幀上導(dǎo)向棒安裝目標(biāo)點(diǎn)的視差值其中，X_L和X_r分別表示相鄰圖像幀上導(dǎo)向棒安裝目標(biāo)點(diǎn)的橫坐標(biāo)，Y_L和Y_r分別表示相鄰圖像幀上導(dǎo)向棒安裝目標(biāo)點(diǎn)的縱坐標(biāo)；

(1.2)根據(jù)相似三角形原則，有求取導(dǎo)向棒安裝目標(biāo)點(diǎn)到第i個高精度工業(yè)相機(jī)與第j個高精度工業(yè)相機(jī)中心的距離d_ij，其中，B_ij表示第i個高精度工業(yè)相機(jī)與第j個高精度工業(yè)相機(jī)之間的距離，f表示高精度工業(yè)相機(jī)的焦距；

(1.3)根據(jù)步驟(1.2)求得的d_ij，計(jì)算第i個高精度工業(yè)相機(jī)與第j個高精度工業(yè)相機(jī)的測量物距

(1.4)重復(fù)步驟(1.2)-(1.3)，得出第i個高精度工業(yè)相機(jī)與其余所有高精度工業(yè)相機(jī)的測量物距，計(jì)算出第i個高精度工業(yè)相機(jī)與其余所有高精度工業(yè)相機(jī)的測量距離其中，n表示高精度工業(yè)相機(jī)的總數(shù)量，θ_ij表示第i個高精度工業(yè)相機(jī)與第j個高精度工業(yè)相機(jī)測量距離的權(quán)重系數(shù)；

(1.5)遍歷每一個高精度工業(yè)相機(jī)，得出每一個高精度工業(yè)相機(jī)與其余所有高精度工業(yè)相機(jī)的測量距離；

(2)構(gòu)建遺傳優(yōu)化算法的目標(biāo)函數(shù)，將步驟(1)獲取的測量距離進(jìn)行分類，輸入遺傳優(yōu)化算法中進(jìn)行優(yōu)化，輸出導(dǎo)向棒安裝高度；

(3)若導(dǎo)向棒安裝高度在允許的安裝誤差范圍內(nèi)，若在安裝誤差范圍內(nèi)，表示安裝正確；否則，未安裝成功；

(4)重復(fù)步驟(1)-(3)，直至完成對導(dǎo)向棒區(qū)域中所有導(dǎo)向棒安裝位置的檢測；

步驟(1)中圖像采集系統(tǒng)包括：支撐臂(10)、直線模組(20)、多視覺傳感器(30)，所述直線模組(20)的兩端分別連接一個支撐臂(10)，支撐臂(10)設(shè)置于柔性三維織造裝備的模板(60)上，所述多視覺傳感器(30)設(shè)置于直線模組(20)下方，所述多視覺傳感器(30)由若干高精度工業(yè)相機(jī)(40)組成，高精度工業(yè)相機(jī)(40)均勻分布在半徑為R的圓周上，所述高精度工業(yè)相機(jī)(40)的視野對準(zhǔn)導(dǎo)向棒安裝區(qū)域(50)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于多目測距的柔性三維織造裝備導(dǎo)向棒安裝檢測方法，其特征在于，在圖像采集系統(tǒng)采集導(dǎo)向棒安裝區(qū)域的圖像前，先對圖像采集系統(tǒng)進(jìn)行高精度標(biāo)定。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于多目測距的柔性三維織造裝備導(dǎo)向棒安裝檢測方法，其特征在于，相鄰兩個高精度工業(yè)相機(jī)(40)之間的觀測視野的重疊區(qū)域大于60％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于多目測距的柔性三維織造裝備導(dǎo)向棒安裝檢測方法，其特征在于，步驟(2)包括如下子步驟：

(2.1)通過偏最小二乘法對步驟(1)獲取的測量距離進(jìn)行分類，構(gòu)建遺傳優(yōu)化算法的目標(biāo)函數(shù)f(x)＝-x²+2*a*x，其中，x為測量距離，a為測量距離的平均值；設(shè)置種群大小和進(jìn)化代數(shù)，將分類的測量距離輸入遺傳優(yōu)化算法中進(jìn)行優(yōu)化；

(2.2)進(jìn)行交叉和變異操作，設(shè)置每個測量距離被選擇的概率其中，f(d_i)表示測量距離的目標(biāo)函數(shù)值，將每個測量距離兩兩交叉產(chǎn)生新測量距離，設(shè)置交叉概率Pc為0.7；對于任意兩個測量距離，產(chǎn)生一個隨機(jī)數(shù)α∈(0,1)，雜交后的測量距離分別為y1＝αx1+(1-α)x2，y2＝(1-α)x1+αx2，其中，x1和x2分別為任意的兩個測量距離，y1和y2分別為雜交后的測量距離；設(shè)置測量距離的變異概率Pm為0.01，若測量距離產(chǎn)生變異，變異后的測量距離為y＝d_i+0.5*L或者y＝d_i-0.5*L，其中，L為測量距離中極大值與極小值的差值；

(2.3)將測量距離、雜交后的測量距離、變異后的測量距離輸入目標(biāo)函數(shù)中，計(jì)算目標(biāo)函數(shù)值，重復(fù)步驟(2.2)，直至遺傳優(yōu)化算法達(dá)到設(shè)置的進(jìn)化代數(shù)，將最大的目標(biāo)函數(shù)值作為導(dǎo)向棒的安裝高度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于多目測距的柔性三維織造裝備導(dǎo)向棒安裝檢測方法，其特征在于，步驟(2.1)中遺傳優(yōu)化算法的參數(shù)設(shè)置如下：種群大小設(shè)置為高精度工業(yè)相機(jī)的總數(shù)量，進(jìn)化代數(shù)為200。