[发明专利]一种装配引导方法及系统

说明书

本发明提供一种装配引导方法及系统，其方法包括：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。该方法和系统可以实现对工件的实时扫描重建及引导装配，提高装配过程的效率和精度。

技术领域

本发明涉及光学投影技术领域，尤其涉及一种装配引导方法及系统。

背景技术

现阶段，传统制造业中的装配过程仍然需要工人查阅安装手册之后再进行，而这种方法通常需要工人花费较长时间进行理解后才能提取有效信息，效率低下并且出错率较高。

近年来，有一些方法将虚拟现实技术引入到制造业的装配过程，如在虚拟现实环境下对大型客机的仿真装配。虚拟装配主要是使用虚拟零件的装配动作来模拟真实场景中的装配过程，着重于仿真和验证。虚拟现实技术具有较强的沉浸性，该特征使用户在进行装配操作时完全与外界真实环境隔离开来，不具有真实感；用户在虚拟引导环境下无法与真实的装配零件交互操作，只能用虚拟零件来模拟操作；同时在虚拟环境下也无法完全模拟现实环境中所遇到的各种客观情况。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种装配引导方法及系统，其可以将装配引导所需要的各种提示信息进行投射，将装配操作与真实环境结合起来，实现自动化的辅助定位和引导，减轻工人的工作负担并提高工作效率。

本发明提出一种装配引导方法，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。

通过将装配引导所需要的各种提示信息进行投射，将装配操作与真实环境结合起来，实现自动化的辅助定位和引导，减轻工人的工作负担并提高工作效率。

在一些实施例中，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。

将标定板作为双目相机和投影仪标定连接的桥梁，通过投影仪预存储的光栅图像，以及利用双目相机采集的具有光栅条纹的光栅标定板图像和无光栅的标定板图像，计算获得投影仪和双目相机间的变换关系，从而使得投影仪和双目相机间的标定准确。

在一些实施例中，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；其频率可以为2种、3种或更多种。通过分别投射多个方向、多种频率的光栅条纹，进一步减小标定的误差。