[發明專利]基于2D視覺的3D曲面動態標定實現LOGO對位方法

在審

• 申請號: 202211215197.1
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN116091594A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 呂崢健;吳存君;唐善輝;陳田冬
• 申請（專利權）人: 浙江安勝科技股份有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T1/00;G06V20/62;G06V30/146;G06V10/82;B23K26/362;B23K26/70
• 代理公司: 北京創智合源知識產權代理事務所(普通合伙) 16092
• 代理人: 馬金華

1.基于2D視覺的3D曲面動態標定實現LOGO對位方法，其特征在于，包括步驟：

S1、選定定位基準，訓練獲得YOLOv3-tiny定位模型；

S2、執行標定流程，通過等角度間隔采集的器皿圖片實現LOGO圖像基準特征坐標的自動定位，基于定位到的基準特征坐標和對應角度，擬合坐標和角度的換算公式；

S3、執行對位流程，根據定位到的LOGO定位基準坐標計算需要旋轉的角度，實現視覺反饋對位。

2.根據權利要求1所述的基于2D視覺的3D曲面動態標定實現LOGO對位方法，其特征在于，所述標定流程包括步驟：

S21、人工將器皿放置在治具上，通過相機獲取當前器皿的圖像并顯示在界面上，將定位基準對位到界面上的標記位置；

S22、將該標記位置設定為對位的零位，控制器皿在零位兩側設定角度范圍內按照設定的角度間隔步進旋轉，同時觸發相機采集對應角度的圖像；

S23、基于YOLOv3-tiny定位模型定位步驟S12中采集的圖像中LOGO的基準特征坐標；

S24、基于定位到的基準坐標集合和對應圖像的角度集合，擬合坐標和角度換算的換算公式，換算公式為線性模型a′＝kx+b，其中k、b為待計算的系數，使用式計算樣本實際角度a_i和預測角度a′_i的偏差平方和，依據偏差平方和最小的原則，利用最小二乘法擬合系數k和b；

S25、對擬合的線性模型a′＝kx+b計算R²，其中，SSE為殘差平方和，SST為總平方和，a′_i為預測角度值，a_i為實際角度值，為樣本均值，R²在區間[0,1]之間，以R²評價擬合精度，在擬合精度達到設定閾值T時標定結束，保存標定系數，反之重復所述標定流程直至完成標定。

3.根據權利要求1所述的基于2D視覺的3D曲面動態標定實現LOGO對位方法，其特征在于，所述對位流程包括步驟：

S31、將器皿放置在固定治具上；

S32、控制器皿勻速旋轉一周并觸發相機以等角度間隔采集一張圖像；

S33、將步驟S32采集到的圖像輸入到YOLOv3-tiny定位模型中，使用YOLOv3-tiny定位模型對基準字符進行粗定位；

S34、基于YOLOv3-tiny定位模型的定位框，提取作為定位基準的局部特征所在區域，提取ROI；

S35、對ROI區域做直方圖均衡化和二值化處理，分割出定位基準特征；

S36、對二值圖做投影并篩選峰值，對選做定位基準的字符特征做定位，進一步提高定位精度；

S37、輸出定位基準特征的坐標，使用標定的換算公式轉換成預測角度輸出；

S38、從步驟S32采集的圖像中選擇預測角度最接近標定零位的角度，控制旋轉機構將器皿旋轉到該指定角度停止并觸發一次采圖；

S39、對步驟S38中采集的圖像執行步驟S33到步驟S37的定位操作，控制器皿旋轉指定角度完成對位。

4.根據權利要求2所述的基于2D視覺的3D曲面動態標定實現LOGO對位方法，其特征在于，在步驟S24中，將定位到基準坐標集合X＝{x₁,x₂,x₃…x_n}和對應圖像的角度集合A＝{a₁,a₂,a₃…a_n}傳給擬合算法，擬合算法使用最小二乘法擬合坐標x和實際角度a換算的線性模型a′＝kx+b。

5.根據權利要求2所述的基于2D視覺的3D曲面動態標定實現LOGO對位方法，其特征在于，在步驟S25中，將坐標集合X輸入線性模型a′＝kx+b，將預測角度a′與實際角度a進行差分得到線性模型a′＝kx+b的殘差，根據計算公式1-SSE/SST計算得到線性模型a′＝kx+b的R²，當R²達到設定閾值T時標定結束，保存標定系數，反之重復所述標定流程直至完成標定。