[发明专利]一种装配引导方法及系统

权利要求书

1.一种装配引导方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将双目相机和投影仪进行标定，以获得双目相机和投影仪间的空间变换关系；

S2.利用标定后的双目相机采集当前视场下待引导工件的工件图像并进行三维重建获得新建点云；

S3.根据所述待引导工件的完整点云中标志点和所述新建点云中标志点的对应关系，计算所述完整点云和所述新建点云间的变换关系；再根据所述完整点云和所述新建点云间的变换关系以及步骤S1所获得的所述双目相机和投影仪间的空间变换关系，将所述完整点云变换到投影仪坐标系下并光栅化为待投影的引导图片进行投影以实现装配引导。

2.如权利要求1所述的装配引导方法，其特征在于，所述步骤S1包括如下步骤：

S11.对所述双目相机中的两个相机进行标定，获取所述两个相机的内参数和畸变系数；

S12.所述投影仪投射光栅条纹，所述双目相机采集具有光栅条纹的光栅标定板图像以及无光栅的标定板图像；

S13.根据所述标定板的圆心在所述投影仪预存储的光栅图像中的位置对所述投影仪进行标定，并得到所述投影仪和所述双目相机间的变换关系。

3.如权利要求2所述的装配引导方法，其特征在于，所述步骤S12包括：所述投影仪分别向水平方向和垂直方向投射多种不同频率的光栅条纹，所述双目相机采集多组不同角度下的光栅标定板图像。

4.如权利要求3所述的装配引导方法，其特征在于，所述步骤S13包括：

S131.根据四步相移和外插原理，计算所述投影仪预存储的光栅图像中水平和垂直方向的第一绝对相位；

S132.根据四步相移和外插原理，计算所述光栅标定板图像中水平和垂直方向的第二绝对相位；

S133.计算所述标定板图像中标定板圆心的位置；

S134.根据所述第一绝对相位、所述第二绝对相位以及所述标定板圆心的位置，计算所述标定板圆心在所述预存储的光栅图像中的位置；

S135.根据所述标定板圆心在所述预存储的光栅图像中的位置，对所述投影仪的内部参数进行标定，同时获得所述投影仪和所述双目相机的空间变换关系。

5.如权利要求1所述的装配引导方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21.所述投影仪投射光栅条纹；

S22.所述双目相机采集当前视场下所述待引导工件的所述工件图像；

S23.对所述工件图像进行相位解算，得到解包后的左右绝对相位；

S24.对所述左右绝对相位进行相位匹配，得到所述待引导工件的每个标志点的视差；

S25.根据视差计算所述每个标志点的深度值，得到所述待引导工件的深度信息；

S26.根据所述待引导工件的深度信息获取所述待引导工件的新建点云。

6.如权利要求1所述的装配引导方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S31.导入提前采集的所述待引导工件的完整点云；

S32.计算当前新建点云中标志点的数量；

S33.若所述标志点的数量大于阈值，则使用标志点计算所述完整点云和所述新建点云间的变换关系；所述变换关系包括旋转矩阵R1和平移向量T1；

将所述完整点云的坐标变换到所述双目相机坐标系下，公式如下：

P1＝P*R1+T1

其中，P1为变换到双目相机坐标系后的完整点云坐标，P为变换到双目相机坐标系前的完整点云坐标，；

S34.根据步骤S1中所述双目相机和所述投影仪间的空间变换关系，再将所述完整点云的坐标变换到投影仪坐标系下，公式如下：

P2＝P1*R2+T2

其中，P2为变换到投影仪坐标系后的完整点云坐标；P1为变换到双目相机坐标系后的完整点云坐标；R2和T2分别为投影仪和双目相机间的旋转矩阵和平移向量；

S35.对变换到投影仪坐标系后的完整点云进行光栅化处理，得到光栅化后的工件引导图片；

S36.对所述工件进行运动检测；

S37.若所述工件保持稳定，则所述投影仪投射光栅化后的工件引导图片以实现装配引导；否则重新进行运动检测。