[发明专利]基于单目手眼系统的空间圆六维位置-姿态主动式测量方法

权利要求书

1.一种基于单目手眼系统的空间圆六维位置-姿态主动式测量方法，其特征是：控制单目手眼系统在至少两个不同的位置采集图像，根据采集的图像计算空间圆的圆心坐标、法向量和半径，得到空间圆的六维位置-姿态估计，不同位置上采集的图像满足投影的椭圆在图像的中间位置，且不同位置处的单目手眼系统的相机光轴与空间圆平面的夹角

步骤1、控制机械臂的移动，使得单目手眼系统到达Temp1和Location 1两个位置，并在这两个位置采集图像；

控制单目手眼系统的具体方法为：控制机械臂的移动，使得单目手眼系统检测到的投影椭圆处于图像中间位置，并使得投影椭圆的主轴平行于图像平面的u轴，计算投影椭圆半短轴与半长轴之比，根据椭圆半短轴与半长轴之比对机械臂进行微调，确定最终的采集位置；

若投影椭圆半短轴与半长轴之比小于0.95，标注单目手眼视觉系统的初始位置为Temp1，标注当前检测到的投影椭圆为控制机械臂运动，使得相机坐标系在Temp1处绕投影椭圆长轴顺时针、或逆时针转动额定角度，然后使相机坐标系沿着投影椭圆的短轴的正方向或负方向平移一段距离，使得椭圆重新回到图像中心位置，不断重复直至处于图像中间位置的投影椭圆的半短轴与半长轴之比大于0.95，标注当前位置为采集位置Location1；投影椭圆为

若投影椭圆半短轴与半长轴之比大于等于0.95，标注单目手眼视觉系统的当前位置为Location1，投影椭圆为控制机械臂运动，使相机坐标系在Location1绕投影椭圆的长轴逆时针或顺时针旋转额定角度，然后使相机坐标系沿投影椭圆的短轴的正方向或负方向平移一段距离，使得椭圆重新回到图像中心位置，不断微调重复，直至处于图像中间位置的投影椭圆的半短轴与半长轴之比小于0.67，标注单目手眼视觉系统的当前位置为采集位置temp1，标注当前检测到的投影椭圆为

控制机械臂移动，使其在在Temp 1和Location 1位置得到的投影椭圆和计算空间圆的圆心，控制机械臂的移动使相机坐标系在Location1绕投影椭圆长轴逆时针旋转和顺时针旋转，分别确定采集位置Location2和Location3；

步骤2、控制机械臂的移动，使得单目手眼系统从Location 1移动到Location2和Location 3，在Location 2和Location 3两个位置采集图像；

单目手眼系统在Location1，Location2，和Location3三个位置处的光心与空间圆的圆心在一个平面上，在Location2处的单目视觉系统的光心与空间圆圆心的连线，与在Location3处的单目视觉系统的光心与空间圆圆心的连线之间的夹角为为

步骤3、计算空间圆的圆心坐标、法向量、半径；

利用在Location2和Location3得到的两幅图像，计算空间圆的圆心坐标；

利用在Location2和Location3得到的两幅图像中具有较小的短半轴与长半轴之比的投影椭圆计算法向量；

利用在Location1采集到的图像计算空间圆的半径，以减少半径的计算误差。