[发明专利]一种索网式链条节点的视觉定位反馈方法

权利要求书

1.一种索网式链条节点的视觉定位反馈方法，其特征是应用于由n个工业相机和镜头、视觉工控机、运动伺服执行机构和总控机所构成的系统中，并按如下步骤进行；

步骤1、n个工业相机和镜头分别布置在索网的正上方和下方四周；并利用视觉工控机对相机内参进行标定、将相机坐标系转换到索网反射面平台坐标系、创建各链条节点匹配模板、设置各相机采集图像中ROI区域，即各链条节点的有效检测区域；

步骤2、当运动伺服执行机构运动到位后，所述总控机发送触发信号给视觉工控机，所述视觉工控机通过网口分别与n个工业相机相连，并获取相应镜头所采集的图像数据，从而利用基于单目的平面变形匹配算法对图像数据中的链条节点进行识别定位，计算相机坐标系下各个链条节点的三维坐标；并根据相机与平台坐标系的标定关系，将相机坐标系下的各链条节点的坐标转换到平台坐标系下，得到各节点的坐标空间位置并发送给总控机；

步骤3、所述总控机将各节点的坐标空间位置与理论值位置进行对比，若误差量大于设定量，则总控机将误差补偿量发送给运动伺服执行机构进行调整后，返回步骤2顺序执行，直到各节点的坐标空间位到达指定的理论值位置为止，从而形成目标索网面；否则，表示当前网索面即为目标索网。

2.根据权利要求1所述的一种索网式链条节点的视觉定位反馈方法，其特征是，所述步骤1中的相机内参的标定过程如下：

将工业相机安装到各个工位后，先手动调整镜头光源与对焦环，使链条节点在各工业相机的视野范围内能清晰成像，然后将标定板放置在各工业相的机视野范围内的不同位置姿态下并采集多组图像，用于对每个工业相机进行标定，得到每个工业相机的标定结果为六个内参数(f,k,s_x,s_y,c_x,c_y)，其中，f表示标定的焦距，k表示畸变系数，s_x表示标定的相机x方向像元尺寸，s_y表示标定的相机y方向像元尺寸，c_x表示标定的图像中心点x坐标，c_y表示标定的图像中心点y坐标。

3.根据权利要求1所述的一种索网式链条节点的视觉定位反馈方法，其特征是，所述步骤1中相机坐标系到装置坐标系的转换过程如下：

首先制作一底色为白色、且带有矩形框图案的标定板，当工业相机固定安装以后，以索网反射面平台的坐标系为基准，其中，索网反射面平台坐标系原点位于平台底面的中心，按照右手法则，z轴垂直向上，o-xy平面位于平台底面；将制作的标定板放置在工业相机的视野范围内，且平行于索网反射面平台坐标系的o-xy平面；用测量工具测量索网反射面平台底面到标定板所在平面的距离D，然后控制工业相机采集标定板图像；

从标定板图像中获取矩形框图案的m个顶点的图像坐标P_i′(u_i′,v_i′),i′＝1,…,m，并以中心的顶点为中心坐标建立标定板坐标系，得到m个点在标定板坐标系下的坐标；利用m个点的对应关系，得到标定板坐标系到n个相机坐标系的转移关系矩阵R_j,j＝1,…,n，并用于坐标系的转换。

4.根据权利要求1所述的一种索网式链条节点的视觉定位反馈方法，其特征是，所述步骤1中各链条节点匹配模板的创建过程如下：

设置链条节点是由带有若干个通孔的圆盘构成，以链条节点上的中心点作为原点，以经过原点且互相垂直的两条中心线作为横轴和纵轴，从而构建链条节点所在平面的节点坐标系；

根据中心点和链条节点的圆周上的若干等分点在节点坐标系中的坐标及其在工业相机所采集的图像坐标系中的坐标，得到链条节点所在平面的节点坐标系与相机坐标系间转换关系矩阵T；

根据工业相机所采集的链条节点图像，选定链条节点所在的矩形区域图像并构建s层金字塔图像，并在每层金字塔图像中提取轮廓信息，所述轮廓信息包括：轮廓点坐标及法向量信息，再利用忽略部分极性的方法创建基于平面变形的匹配模板，并按相机与节点编号对模板进行命名。