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专利号: 2021106786982
申请人: 华南农业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种流水生产线目标定位方法,其特征在于,所述方法包括:获取标志点在局部二维坐标系的坐标,标志点设置于随流水生产线传送带规则移动的托盘上,所述托盘的边缘与所述传送带的边缘平行;

基于工业相机成像原理,对通过第二机器视觉系统实时采集的第二目标图像,计算所述标志点在全局二维坐标系下的实时坐标;

根据所述标志点在全局二维坐标系下的实时坐标,以及所述标志点在局部二维坐标系下的坐标,计算所述全局二维坐标系与所述局部二维坐标系的旋转矩阵和位移矩阵;

基于待测目标物在所述局部二维坐标系下的坐标,以及所述旋转矩阵和位移矩阵,计算得到所述待测目标物在所述全局二维坐标系的实时坐标。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于工业相机成像原理,对通过第二机器视觉系统实时采集的第二目标图像,计算所述标志点在全局二维坐标系下的实时坐标,包括:

第二机器视觉系统实时采集关于待测目标物的第二目标图像,并通过图像处理后得到标志点在所述第二目标图像的坐标(x0,y0);

获取所述第二机器视觉系统的相机深度h2、焦距f2和一个像素的实际尺寸大小P2;

设标志点在全局二维坐标系下的坐标(x3,y3),根据相似三角形,可以得到标志点在全局二维坐标系下的坐标(x3,y3)与所述标志点在所述第二目标图像的坐标(x0,y0)之间的关系,公式为:

根据公式(1)和公式(2)求解得到标志点在全局二维坐标系下的坐标(x3,y3)。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述标志点在全局二维坐标系下的实时坐标,以及所述标志点在局部二维坐标系下的坐标,计算所述全局二维坐标系与所述局部二维坐标系的旋转矩阵和位移矩阵,包括:根据所述全局二维坐标系与所述局部二维坐标系的X轴和Y轴,并且根据流水生产线垂直的方向为Z轴,建立全局三维坐标系和局部三维坐标系;

根据全局三维坐标系和局部三维坐标系的X轴、Y轴和Z轴都平行,确定旋转矩阵为T

设位移矩阵T(Xt,Yt,Zt) ,则Zt为所述托盘的高度,Zt的值为固定的,并且待测目标物在传送带上沿Y轴方向移动,则Xt的值也是固定的;

已知标志点在全局二维坐标系下的实时坐标b1(x3,y3),标志点在局部二维坐标系的坐标b2(x4,y4),则标志点在全局三维坐标系的实时坐标B1(x3,y3,Zt),标志点在局部三维坐标系的坐标B2(x4,y4,0);

根据坐标转换公式B1=B2*R+T,则x3=x4*1+Xt,y3=y4*1+Yt,由此,Xt=x3‑x4,Yt=y3‑y4;

根据求解得到的Xt、Yt、Zt的值确定位移矩阵T。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于待测目标物在所述局部二维坐标系下的坐标,以及所述旋转矩阵和位移矩阵,计算得到所述待测目标物在所述全局二维坐标系的实时坐标,包括:

根据待测目标物在所述局部二维坐标系下的坐标g1(x1,y1),确定待测目标物在所述局部三维坐标系下的坐标G1(x1,y1,z1);其中,z1的值为0;

设待测目标物在全局三维坐标系下的坐标G2(x5,y5,z5),根据旋转矩阵T

位移矩阵T(Xt,Yt,Zt) ,以及矩阵转换公式G2=G1*R+T,得到x5=x1*1+Xt,y5=y1*1+Yt,z5=Zt,其中,Zt为所述托盘的高度;

最后简化得到,待测目标物在全局三维坐标系下的坐标,x5=x1+Xt,y5=y1+Yt,z5=Zt。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在流水生产线靠近传送带边缘的位置固定设置至少三个控制点,第一控制点作为全局二维坐标系原点,第二控制点与所述第一控制点的连线作为全局二维坐标系的X轴,第三控制点与所述第一控制点的连线作为全局二维坐标系的Y轴,根据所述原点、X轴和Y轴建立全局二维坐标系;其中,所述全局二维坐标系与所述局部二维坐标系X轴和Y轴均平行。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在基于待测目标物在所述局部二维坐标系下的坐标,以及所述旋转矩阵和位移矩阵,计算得到所述待测目标物在所述全局二维坐标系的实时坐标之前,包括:

第一机器视觉系统采集关于待测目标物的第一目标图像,并通过图像处理后得到所述待测目标物在所述第一目标图像中的坐标(x2,y2);

获取所述第一机器视觉系统的相机深度h1、焦距f1和一个像素的实际尺寸大小P1;

设待测目标物在局部二维坐标系下的坐标(x1,y1),根据相似三角形,可以得到待测目标物在局部二维坐标系下的坐标(x1,y1)与待测目标物在所述第一目标图像中的坐标(x2,y2)之间的关系,公式为:

根据公式(3)和公式(4)求解得到待测目标物在局部二维坐标系下的坐标(x1,y1)。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述标志点在局部二维坐标系的坐标通过测量得到;或

第一机器视觉系统采集关于标志点的第三目标图像,并通过图像处理后得到所述标志点在第三目标图像中的坐标(x6,y6);

获取所述第一机器视觉系统的相机深度h1、焦距f1和一个像素的实际尺寸大小P1;

设标志点在局部二维坐标系下的坐标(x4,y4),根据相似三角形,可以得到标志点在局部二维坐标系下的坐标(x4,y4)与标志点在所述第三目标图像中的坐标(x6,y6)之间的关系,公式为:

根据公式(5)和公式(6)求解得到标志点在局部二维坐标系下的坐标(x4,y4)。

8.一种流水生产线目标定位装置,其特征在于,所述装置包括:标志点局部坐标获取模块,用于获取标志点在局部二维坐标系的坐标,标志点设置于随流水生产线传送带规则移动的托盘上,所述托盘的边缘与所述传送带的边缘平行;

标志点全局坐标获取模块,用于基于工业相机成像原理,对通过第二机器视觉系统实时采集的第二目标图像,计算所述标志点在全局二维坐标系下的实时坐标;

转换矩阵计算模块,用于根据所述标志点在全局二维坐标系下的实时坐标,以及所述标志点在局部二维坐标系下的坐标,计算所述全局二维坐标系与所述局部二维坐标系的旋转矩阵和位移矩阵;

目标实时坐标计算模块,基于待测目标物在所述局部二维坐标系下的坐标,以及所述旋转矩阵和位移矩阵,计算得到所述待测目标物在所述全局二维坐标系的实时坐标。

9.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。