[发明专利]基于视觉的轨道车辆转向架枕簧缺口定位与夹持方法

权利要求书

1.一种基于视觉的轨道车辆转向架枕簧缺口定位与夹持方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

S1、获取枕簧上表面图像；

S2、根据枕簧上表面图像获取枕簧中心坐标和外簧缺口中心坐标；

S3、根据枕簧中心坐标和外簧缺口中心坐标对外簧缺口角度进行可视化处理，得到外簧缺口角度；

S4、根据外簧缺口角度计算中转平台旋转角度；

S5、通过标定获取枕簧上表面图像像素值与实际物理值的比例，根据枕簧上表面图像像素值与实际物理值的比例、枕簧上表面图像以及枕簧中心坐标计算枕簧中心与机械手夹爪中心的实际距离；

S6、控制中转机械手移动距离等于枕簧中心与机械手夹爪中心的实际距离，控制中转机械手夹取枕簧后的旋转角度等于中转平台旋转角度，完成枕簧缺口定位与夹持。

2.根据权利要求1所述的基于视觉的轨道车辆转向架枕簧缺口定位与夹持方法，其特征在于，S1中的枕簧上表面图像由工业相机采集。

3.根据权利要求1所述的基于视觉的轨道车辆转向架枕簧缺口定位与夹持方法，其特征在于，S2的具体步骤包括：

采用深度学习目标检测算法对枕簧上表面图像进行检测，获得枕簧目标边界框和外簧缺口边界框；

根据枕簧目标边界框获取枕簧中心坐标，根据外簧缺口边界框获取外簧缺口中心坐标。

4.根据权利要求1所述的基于视觉的轨道车辆转向架枕簧缺口定位与夹持方法，其特征在于，S3中采用OpenCV软件中的cv2.line()函数进行可视化处理，具体步骤包括：

建立第一向量，第一向量以枕簧中心坐标为起点，第一向量方向与枕簧上表面图像的X轴正方向相同；

建立第二向量，第二向量以枕簧中心坐标为起点，指向外簧缺口中心坐标；

对第一向量和第二向量求反余弦，得到第一向量与第二向量之间的夹角角度为外簧缺口角度。

5.根据权利要求1所述的基于视觉的轨道车辆转向架枕簧缺口定位与夹持方法，其特征在于，S4的具体步骤包括：

获取中转平台初始角度，中转平台初始角度为中转平台初始位置与枕簧上表面图像的X轴正方向之间的夹角角度；

当中转平台初始角度-180°外簧缺口角度中转平台初始角度时，中转平台旋转角度=中转平台初始角度-外簧缺口角度；否则，中转平台旋转角度=360°-中转平台初始角度+外簧缺口角度。

6.根据权利要求1所述的基于视觉的轨道车辆转向架枕簧缺口定位与夹持方法，其特征在于，S5的具体步骤包括：

获取枕簧上表面图像的宽度、高度以及图像中心坐标；

计算像素坐标差，像素坐标差=（枕簧中心坐标-图像中心坐标）×宽度×高度；

计算枕簧中心与机械手夹爪中心的实际距离，枕簧中心与机械手夹爪中心的实际距离=像素坐标差/枕簧上表面图像像素值与实际物理值的比例。