[发明专利]一种基于手持示教器的着漆中心点信息的测量方法

权利要求书

1.一种基于手持示教器的着漆中心点信息的测量方法，是通过基于手持示教器摄像装置实现的，所述的手持示教器摄像装置包括计算机、网格结构光投射装置(a)、两台照相机(b)、手持示教器(c)和手柄(d)；手柄(d)设置在手持示教器(c)底端上，网格结构光投射装置(a)设置在手持示教器(c)上端的中央处，两台照相机(b)分别设置在手持示教器(c)上端的两侧，分别记为左照相机和右照相机；网格结构光投射装置(a)投射光线的一侧和照相机的镜头侧同向设置；手持示教器(c)分别与计算机、两台照相机(b)信号连接；

其特征在于，所述的测量方法包括以下步骤：

步骤1、将网格结构光投射装置(a)的结构光调整为2×2的网格结构光，记为射出网格结构光，将2×2的射出网格结构光的四格对应九个点逐行顺序依次标记为点(1)至点(9)；九个点形成六条直线，分别为直线(1-2-3)、直线(4-5-6)、直线(7-8-9)、直线(1-4-7)、直线(2-5-8)和直线(3-6-9)；角点是射出网格结构光形成网格的顶点，对应的角点为点(1)、点(3)、点(7)、点(9)；

步骤2、将手持网格结构光投射装置(a)的结构光中心点的点(5)，对准工件表面期望着漆中心点；当射出网格结构光照射到工件表面后，记为表面网格结构光；表面网格结构光会根据工件表面形状发生相应的变化；形变的表面网格结构光中包含着工件表面的三维信息，射出网格结构光形成的直线(1-2-3)、直线(4-5-6)、直线(7-8-9)、直线(1-4-7)、直线(2-5-8)、直线(3-6-9)在空间内对应为表面网格结构光曲线(1-2-3)、曲线(4-5-6)、曲线(7-8-9)、曲线(1-4-7)、曲线(2-5-8)、曲线(3-6-9)；射出网格结构光的角点分别与表面网格结构光的角点一一对应；

步骤3、通过两台照相机(b)分别捕捉表面网格结构光的图像，得到两幅点云图像；然后对图像进行中值滤波和降噪处理并传至计算机；

在两幅点云图像中，利用对应的3个角点或者4个角点将两幅表面结构光的图像进行匹配，并对匹配后图像内的对应的表面网格结构光曲线进行曲线拟合；将图像内的两套表面网格结构光拟合后的六条曲线记为六条空间曲线；

步骤4、使用MATLAB软件计算六条空间曲线中空间曲线(4-5-6)和曲线(2-5-8)的交点点(5)，计算结果就是期望的着漆中心点的空间三维坐标，并通过着漆中心点的空间三维坐标计算着漆中心点法向方向的信息；进而得到着漆中心点的三维坐标和法向方向的信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于手持示教器的着漆中心点信息的测量方法，其特征在于，步骤4所述使用MATLAB软件计算六条空间曲线中空间曲线(4-5-6)和曲线(2-5-8)的交点点(5)的过程包括以下步骤：

设空间曲线(4-5-6)的函数表达方程：y＝γ(t)，z＝ω(t)；

设空间曲线(2-5-8)的函数表达方程：x＝ρ(t)，y＝σ(t)，z＝τ(t)；其中，x、y、z是因变量，表示图像三维空间中x轴、y轴、z轴位置，t表示自变量；γ(t)、ω(t)表示空间曲线(4-5-6)在图像三维空间中x轴、y轴、z轴对应的函数表达方程；ρ(t)、σ(t)、τ(t)表示空间曲线(2-5-8)在图像三维空间中x轴、y轴、z轴对应的函数表达方程；

这两条空间曲线函数表达方程上的点的坐标都能够通过图像拟合后的点云图像得到；利用x、y、z方向上坐标等值变化逐步逼近，计算出交点点(5)的坐标。