[发明专利]基于立体视觉的物体坐标识别系统及方法、装置、介质

说明书

本发明提供了一种基于立体视觉的物体坐标识别方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：对相机系统进行标定，建立多路相机像素坐标系与世界坐标系的关系；步骤S2：利用多路相机分别获取正面和顶部图像并基于卷积神经网络识别目标物体；步骤S3：识别到目标物体之后，对正面和顶部图像所在的场景进行三维重建；步骤S4：在三维重建时，针对目标物体进行多视角的匹配；步骤S5：生成目标物体的三维重建完成定位。本发明通过对双目相机系统标定、相机获取目标物体正面和顶部图像并识别，正面和顶部场景的三维重建，能够准确识别钢卷位置、减小激光扫描周期，降低设备成本。

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，具体地，涉及基于立体视觉的物体坐标识别系统及方法、装置、介质，尤其涉及一种基于两路双目立体视觉的物体坐标识别系统及方法、装置、介质。

背景技术

目前，绝大多数钢铁企业对钢卷在仓库内的装卸和搬运过程采用人工控制形成的操作模式。在人员操纵行车时，需要行车司机或地面指挥人员目视判断钢卷位置或者车辆鞍座位置，以便于司机控制行车行驶至合适位置，操作夹钳等吊具去吊取钢卷。在由司机目视钢卷或鞍座位置时，由于行车司机室位置较高，司机判断钢卷或鞍座位置困难，容易因钢卷位置误判导致吊具撞坏钢卷，或因鞍座位置判断不准，导致钢卷在鞍座上落位不准而发生滚动。轻则因判断、对位时间较长而影响作业效率，重则因钢卷碰擦或滚动而造成钢卷损伤，造成经济损失。若由地面挂指工目测钢卷或鞍座位置时，由于挂指工站位离钢卷或鞍座位置较近，容易因行车司机操作失误或设备故障，引起行车吊具或起吊钢卷与挂指工碰撞，造成严重的人员伤亡。

随着检测技术、控制技术和装备制造水平的发展，无人全自动行车在钢卷库的应用逐步成为可能。但要实现自动化行车作业，由于地面或行车司机室不再有司机或挂指工，也就无法由人工进行目测钢卷或鞍座位置，即使安排人员，其目测数据也无法转化为计算机数据，实时传送给计算机系统。对钢卷的准确识别和定位，是入库过程中行车对钢卷准确起吊的前提和基础。因此，车载钢卷和车辆鞍座的准确识别和精确定位，是钢卷库装卸自动化和无人化操作的首要条件。

在入库过程，系统需要实现如下工作：

1.入库钢卷识别：对已装载钢卷的框架车进行扫描成像，并根据成像结果和数据特征，区分并识别出钢卷特征数据。

2.钢卷坐标计算：根据钢卷识别数据，计算钢卷中心点三维物理坐标(纵向、横向、高度)，以发送并控制行车定位。

3.钢卷尺寸计算：根据钢卷识别数据，计算钢卷直径、宽度数据，以控制吊具夹钳的张开宽度和夹具垂直高度。

目前，一般采用二维激光扫描仪并配备适合的第三维度的高精度移动机构，实现三维扫描功能，并结合采用滤波、数据聚类分析，实现钢卷或鞍座尺寸的识别定位。

上述采用激光三维扫描建模的方法可实现对目标的尺寸测量，但是扫描时间较长且设备成本较高，导致生产效率低下。所以需要一种能够准确识别钢卷位置、减小激光扫描周期，降低设备成本来更好地完成钢卷坐标识别的方法。

经过检索，专利文献CN105398958A公开了一种钢卷测量定位吊取方法及应用该方法的装置和起重机，起重机上设置有测距仪、传感器、拍照装置、PLC控制器。该方法包括下列步骤：在起重机工作区域的水平面内，以承载待吊取钢卷的载具车头朝向方向为X方向，以垂直X方向的方向为Y方向，以竖直方向为Z方向；通过测量、拍照、计算、转换得到钢卷轴线中心点O的三维坐标(Xo，Yo，Zo)，再控制起重机吊取钢卷。该现有技术采用测距仪和起重机位移传感器作为钢卷坐标测量的设备，运用曲线拟合的方法计算钢卷坐标，不足之处在于会导致计算得来的钢卷坐标并不当然准确，并且计算量大，影响钢卷装配的效率。