[发明专利]一种索网式链条节点的视觉定位反馈方法

说明书

本发明公开了一种索网式链条节点的视觉定位反馈方法，是应用于由n台工业相机与镜头、视觉工控机、总控机、运动伺服执行机构所组成的系统，首先，通过抛物面仿真确定各链条节点空间三维坐标，其次，总控机发送信号至运动伺服执行系统控制各电机运动至目标初始位置，然后，总控发送信号至图像处理工控机，控制n台相机对索网面中的各个链条节点进行图像同步采集与处理，并将计算得到的各个节点的空间三维坐标反馈给总控机，总控机将视觉反馈的各个节点坐标空间位置与理论值进行位置对比，进而将误差补偿量发送给运动伺服执行机构进行调整，多次反复后索网面中的各个节点到达指定理论位置，形成满足要求的索网抛物面。

技术领域

本发明属于智能自动识别定位方法类，具体是涉及一种索网反射面链条节点视觉定位反馈方法。

背景技术

面向国防建设对射电望远镜和雷达技术的重大需求，开展其系统、功能、结构及信号处理的一体化理论研究及关键技术攻关已成为国家战略。无论大型射电望远镜，还是舰载/机载雷达，高精度、高灵敏度、模块化、轻量化、一体化装备均是研究的核心内容。

平方公里阵列射电望远镜采用模块化设计有效地解决了高灵敏度、高指向精度、高指向一致性等性能指标问题，但与低制造成本、快速建设和便于维护等要求产生强烈的冲突；我国“天眼”系统成功解决了高精度、高灵敏度等相关的大量技术难题，获得了很好的效果。但现存的机构大多数能够实现系统整体的形态变化，在更为细致的局部精调方面的研究并不多见；国内外现有索网式机构在一体化射电望远镜和雷达装备中的模块化分组、匹配与调节方面，仍有研究和拓展空间。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种准确度高、结构简单的索网反射面链条节点视觉定位反馈方法，以期形成闭环式的具有主动变位功能的索网，从而实现多目标的跟踪和侦测。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种索网式链条节点的视觉定位反馈方法的特点是应用于由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。

本发明所述的一种索网式链条节点的视觉定位反馈方法的特点也在于，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。