[发明专利]一种基于最小二乘法的涂胶轨迹修正方法

权利要求书

1.一种基于最小二乘法的涂胶轨迹修正方法，应用于涂胶机器人，所述涂胶机器人包括单目相机，其特征在于：所述基于最小二乘法的涂胶轨迹修正方法包括如下步骤：

S1、对单目相机进行标定，获取相机的内参和外参；

S2、获取理想椭圆轨迹并离散为若干个轮廓点，驱动涂胶机器人按照理想椭圆轨迹的轮廓点完成涂胶运动并利用标定好的单目相机采集实际涂胶图像；

S3、对实际涂胶图像进行预处理，所述预处理包括依次进行的平滑处理、灰度化处理和二值化处理；

S4、对预处理后的实际涂胶图像进行亚像素边缘检测，获得亚像素边缘并提取亚像素边缘点；

S5、对提取的亚像素边缘点进行坐标平移和旋转处理，使平移和旋转处理后的亚像素边缘点的形心与理想椭圆轨迹的形心重合且长短轴对应，所述对提取的亚像素边缘点进行坐标平移和旋转处理具体如下：

S51、根据高斯面积获取亚像素边缘点的形心坐标(C_x,C_y)，并基于形心坐标(C_x,C_y)对亚像素边缘点进行平移，所述形心坐标(C_x,C_y)满足如下公式：

式中，A为高斯面积，(x_i,y_i)为第i个亚像素边缘点坐标，n为亚像素边缘点的总数；

S52、计算各亚像素边缘点旋转后的坐标，实现对平移后的亚像素边缘点的旋转处理，旋转公式如下：

式中，为第i个亚像素边缘点旋转后的坐标，(x′_i,y′_i)为第i个亚像素边缘点平移后的坐标，θ为旋转角度，即亚像素边缘的长轴与理想椭圆轨迹的长轴的夹角；

S6、由形心作若干条射线，分别与各平移和旋转处理后的亚像素边缘点和理想椭圆轨迹相交，计算每条射线上两个交点的差值，并将全部射线上的差值平均值作为轨迹偏差，判断轨迹偏差是否超过预设阈值，若是，执行步骤S7，否则，直接将实际涂胶图像对应的涂胶机器人运行轨迹作为最终运行轨迹；

S7、对平移和旋转处理后的亚像素边缘点进行差值补偿，获得对应的补偿点的坐标

式中，为第i个亚像素边缘点对应的理想椭圆轨迹上的轮廓点；

S8、基于最小二乘法对补偿点进行拟合获得拟合椭圆轨迹；

S9、将拟合椭圆轨迹离散为若干个轮廓点，并利用标定好的单目相机采集涂胶机器人按照拟合椭圆轨迹的轮廓点完成涂胶运动的修正轨迹图像；

S10、更新修正轨迹图像为实际涂胶图像，返回执行步骤S3。

2.如权利要求1所述的基于最小二乘法的涂胶轨迹修正方法，其特征在于：所述基于最小二乘法对补偿点进行拟合获得拟合椭圆轨迹，具体如下：

S81、将椭圆轨迹方程表示为：

F(X,Y)＝AX²+BXY+CY²+DX+EY+F＝0 (7)

式中，F(X,Y)为椭圆方程隐函数表达式，(X,Y)为椭圆轨迹上的轮廓点坐标，A、B、C、D、E、F为多项式系数；

S82、基于最小二乘法构造矩阵：

式中，(X_i,Y_i)为第i个补偿点的坐标；

S83、根据M·N+O＝0求解出A、B、C、D、E、F，代入式(7)获得椭圆轨迹方程即为拟合椭圆轨迹。

3.如权利要求1所述的基于最小二乘法的涂胶轨迹修正方法，其特征在于：所述涂胶机器人还包括机架、动平台、静平台、工作平台和涂胶阀，所述动平台和静平台均与机架连接，所述单目相机固接于所述静平台上并位于所述动平台的正上方，所述工作平台位于所述动平台的正下方，所述动平台用于驱动所述涂胶阀运动。