[发明专利]一种带倒角工件的视觉垂直定位方法

摘要

本发明公开一种带倒角工件的视觉垂直定位方法，是通过视觉成像系统的垂直光路图分析工件倒角对成像位置的影响，利用待定位工件的几何模型及其与相机成像中心的相对位置建立工件定位坐标、实际坐标和相机成像中心坐标的函数，利用标准工件多次标定来计算相机成像中心坐标，得到工件定位坐标与实际坐标的关系函数，最后根据每次定位结果计算出工件的实际坐标，实现倒角工件精准定位的方法。本发明能有效提高带倒角工件垂直成像的视觉定位精度，降低了定位带倒角工件时对视觉系统配置的严苛要求，提高了设备通用化、智能化程度，推动制造企业工艺升级。

主权项

1.一种带倒角工件的视觉垂直定位方法，是通过视觉成像系统的垂直光路图分析工件倒角对成像位置的影响，利用待定位工件的几何模型及其与相机成像中心的相对位置建立工件定位坐标、实际坐标和相机成像中心坐标的函数，利用标准工件多次标定来计算相机成像中心在世界坐标系的坐标，得到工件定位坐标与实际坐标的关系函数，最后根据每次定位结果计算出工件的实际坐标，实现倒角工件精准定位的方法；所述带倒角工件为长方体，倒角半径为r，长宽高依次为L、W和H，在标定面上的中心坐标为P(xp,yp,0)；根据针孔成像模型，所述相机成像中心点坐标为针孔相机模型的聚焦中心M(x0,y0,z0)；设定：在XOZ平面的X方向上，图像中可观察到的工件左端边界中点为Plx，右端边界中点为Prx；图像处理时计算的左端和右端定位坐标分别为Plx’(a,bl,0)和Prx’(c,br,0)，Plx’对应的实际边界点坐标为A(xa,ya,za)，Prx’对应的实际边界点坐标为B(xb,yb,zb)。在YOZ平面的Y方向上，图像中可观察到的工件左端边界中点为Ply，右端边界中点为Pry；图像处理时计算的左端和右端定位坐标分别为Ply’(dl,e,0)和Pry’(dr,f,0)，Ply’对应的实际边界点坐标为C(xc,yc,zc)，Pry’对应的实际边界点坐标为D(xd,yd,zd)。其特征在于：整个视觉区域被分为3*3个子区域，每个子区域可建立对应的工件定位坐标、实际坐标和相机成像中心坐标的关系函数；在视觉区域的中心子区域内执行工件标定，并计算相机成像中心点在世界坐标系的坐标；在生产过程中，每次执行定位时，首先判断工件中心的坐标区间，选择对应的工件定位坐标与实际坐标的关系函数，再计算工件的实际边界点坐标A、B、C、D，完成带倒角工件的视觉垂直定位。