[发明专利]导管管端高精度检测定位方法

权利要求书

1.一种导管端面高精度检测定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对工业相机进行多目视觉标定，得到相机的内参数、外参数；

步骤2：同步触发相机1和相机2采集分别采集2幅原始导管端面图像；

步骤3：对上述两幅图像分别进行亚像素精度处理，分别获取导管端面投影椭圆的边缘坐标；

步骤4：根据相机的内外参数、极线约束和顺序一致性规则，找到其中一个导管端面投影椭圆的边缘坐标在另一幅图像中的对应匹配点；

步骤5：利用标定好的双目视觉之间的空间位置关系，借助立体视觉三维测量模型，重建所有匹配点的三维空间坐标点云；

步骤6：对匹配点的三维空间坐标点云，利用Ransac算法剔除离群点，利用剩余的点作为点云拟合圆的初始值；

步骤7：建立点云拟合圆的目标函数，目标函数包括：点云上所有点距离点云拟合圆所构成的平面之间的距离和点云上所有点距离点云拟合圆心的距离；

步骤8：对点云拟合圆的目标函数进行线性化处理；

步骤9：利用最小二乘法计算使目标函数为零时的拟合空间圆作为导管端面的定位。

2.根据权利要求1所述的导管管端高精度检测定位方法，其特征在于，所述内参数为从工业相机坐标系到图像坐标系的变换矩阵，所述外参数为相机坐标系到世界坐标系的变换矩阵，世界坐标系用于之后的实际控制点坐标输出。

3.根据权利要求2所述的导管管端高精度检测定位方法，其特征在于，是采用二维柔性靶标对每个工业相机的内参数进行标定。

4.根据权利要求2所述的导管管端高精度检测定位方法，其特征在于，外参数是通过旋转矩阵R和平移矩阵T实现。

5.根据权利要求2所述的导管管端高精度检测定位方法，其特征在于，所述导管放置在背光板上，相机1和相机2拍摄的图像为不同视角下导管的同一个端面图像。

6.根据权利要求1所述的导管管端高精度检测定位方法，其特征在于，所述立体视觉三维模型，包括：

所述的立体视觉三维模型表示为：

其中，(x_i,y_i,z_i)为重建出的三维空间坐标点p_i的坐标，(X_1i,Y_1i)为相机1下的一个图像边缘点l_i坐标，(x_2i,y_2i)为相机2下的一个图像边缘点q_i坐标，f_m、f_n分别为相机1和相机2的焦比，相机1和相机2之间的变换矩阵R₁₂为

因此(r₁,r₂,r₃,r₇,r₈,r₉,t₁,t₂,t₃)为变换矩阵R₁₂的参数值。

7.根据权利要求1所述的导管管端高精度检测定位方法，其特征在于，所述点云的圆心为点云上所有点的质心，圆半径为点云上所有点到质心的平均距离，拟合圆所在平面的法向量由点云上所有点拟合平面的法向量得到。

8.根据权利要求1所述的导管管端高精度检测定位方法，其特征在于，所述目标函数f如下所示：

其中，n为点云包含的点个数，(a₀,b₀,c₀,d₀)为拟合圆所在平面的法向量，(x₀,y₀,z₀)为点云上所有点的质心，(x_i,y_i,z_i)为点云上任意一点。r₀为拟合圆的半径。