[發明專利]基于參考線及局部平面的位姿生成方法

在審

• 申請號: 202210371727.5
• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114782531A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 楊躒;范偉;左方睿;王思文
• 申請（專利權）人: 中科新松有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06V10/77;G06V10/25;G06V10/74;G06K9/62
• 代理公司: 北京科石知識產權代理有限公司 11595
• 代理人: 徐紅崗

1.一種基于參考線及局部平面的位姿生成方法，包括以下步驟：

獲取一個待定位工件的點云；

基于該工件上表面中的一個局部平面，摳取一平面點云；

基于所述平面點云的中心坐標Op′，構建坐標系Op′-Xp′-Yp′-Zp′作為初始位姿，其中，Xp′沿所述平面點云的長軸方向，Zp′沿所述局部平面的法線、朝向相機方向；

建立虛擬參考軸，該軸與相機坐標系Oc′-Xc′-Yc′-Zc′的Zc軸平行，且穿過待定位工件的所述局部平面處；

計算所述虛擬參考軸和Op′-Xp′-Yp′平面的相交點P；

將所述初始位姿Op′-Xp′-Yp′-Zp′平移至點P處，得到位姿Ot-Xt-Yt-Zt，

即可作為粗位姿輸入到后續“精匹配”算法中。

2.根據權利要求1所述的位姿生成方法，其特征在于，采用ROI算法摳取工件上表面中的平面點云部分。

3.根據權利要求1所述的位姿生成方法，其特征在于，所述構建坐標系Op′-Xp′-Yp′-Zp′的方法包括：

對摳取的所述平面點云計算其中心坐標Op′；

計算所述局部平面的法線朝向，選擇其朝向相機的方向，得到軸向Zp′；

將沿所述平面點云長軸的一個方向定為Xp′；

將Zp′和Xp′叉乘可獲得軸Yp′，

由此可構建坐標系Op′-Xp′-Yp′-Zp′，作為所述初始位姿。

4.根據權利要求3所述的位姿生成方法，其特征在于：

對所述平面點云，使用主成分分析法得到所述局部平面的法線朝向。

5.根據權利要求1所述的位姿生成方法，其特征在于，所述虛擬參考軸可表達為參數方程形式：

其中，x，y，z為虛擬軸上某點的坐標，

t為自變量，取值為實數范圍內任一點，

m1，m2，m3，v1，v2，v3：系數。

6.根據權利要求5所述的位姿生成方法，其特征在于，計算所述虛擬參考軸和Op′-Xp′-Yp′平面的相交點P的方法包括：

Op′-Xp′-Yp′平面可表示為：p₁*(x-n₁)+p₂*(y-n₃)+p₃*(z-n₃)＝0

其中，(p1,p2,p3)為平面法向量，(n1,n2,n3)為平面上的一點；

將平面方程和虛擬參考軸的參數方程聯立可解得：

進而求得所述交點P(m₁+v₁t，m₂+v₂t，m₃+v₃t)。

7.根據權利要求1所述的位姿生成方法，其特征在于，還包括以下步驟：

獲取包含多個待定位工件的3D點云；

將其分割為一組只包含單個待定位工件的點云。