[发明专利]一种融合传感器数据的安全壳表面区域鲁棒拼接方法

权利要求书

1.一种融合传感器数据的安全壳表面区域鲁棒拼接方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、基于传感器数据的预拼接：测量电机编码器测量值和倾角仪测量值，通过这些机器人传感器数据确定下一帧图像的分布位置；

S1.1、像素偏移：当前图像帧I_i与下一帧图像帧I_i+1之间机器人的移动距离为d_i,i+1，d_i,i+1为世界坐标系下的绝对距离，为确定图像坐标系下的像素偏移p_i,i+1，需对世界坐标系与图像坐标系间的对应关系进行标定计算，通过标定系数coef计算图像坐标系下的像素偏移p_i,i+1；

S1.2、角度偏移：计算前后帧之间机器人的角度偏移o_i,i+1；

S1.3、刚体变换矩阵：为得到下一帧图像在图像坐标系下的空间位置，对上一帧图像进行“先旋转、后平移”操作，即刚体变换；

S2、图像细节锐化：为突出安全壳表面的焊点等不规则突起，采用高通滤波器F对图像I_i+1进行高通滤波，进一步，采用伽马变换调节图像的明暗对比，以突出图像细节，对于当前图像帧I_i同样进行上述操作，得到明暗对比调节后的图像

S3、基于视觉特征的精拼接：对于图像和分别应用SIFT算法提取特征点，对特征点匹配点对，利用匹配点对，通过求解优化问题；

S4、拼接图像融合：图像I_i和I_i+1拼接后的重叠区域为I_lap，计算对于I_lap第m行，第k个位置的像素值定义

2.根据权利要求1所述的一种融合传感器数据的安全壳表面区域鲁棒拼接方法，其特征在于，所述S1中机器人移动速度较慢，在前一帧与后一帧范围内的空间移动可近似看成是平面运动，因此前一帧与后一帧图像之间的变换可近似为刚体变换。

3.根据权利要求1所述的一种融合传感器数据的安全壳表面区域鲁棒拼接方法，其特征在于，所述S1.1中，令当前图像帧I_i对应的电机编码器测量值为m_i，下一帧图像帧I_i+1对应的电机编码器测量值为m_i+1，通过差分计算移动距离：

d_i,i+1＝m_i+1-m_i

标定系数coef计算如下：

其中：K表示重复执行的次数；

图像坐标系下的像素偏移p_i,i+1可表示为d_i,i+1；

p_i,i+1＝coef·d_i,i+1。

4.根据权利要求1所述的一种融合传感器数据的安全壳表面区域鲁棒拼接方法，其特征在于，所述S1.2中，令当前图像帧I_i对应的倾角仪测量值为q_i，下一帧图像帧I_i+1对应的倾角仪测量值为q_i+1，通过差分计算角度偏移o_i,i+1，表示为o_i,i+1＝q_i+1-q_i。

5.根据权利要求1所述的一种融合传感器数据的安全壳表面区域鲁棒拼接方法，其特征在于，所述S1.3中刚体变换矩阵R表示为：

对于I_i+1中的每一像素位置其在图像坐标系下的对应位置为：

6.根据权利要求1所述的一种融合传感器数据的安全壳表面区域鲁棒拼接方法，其特征在于，所述S2中，进行高通滤波，得到滤波后图像

其中，表示二维卷积操作；

采用伽马变换调节图像的明暗对比；

其中，为明暗对比调节后的图像，α为缩放因子，r为伽马因子，为中第k个位置的像素值。