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专利号: 2018106951583
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于机器视觉的螺钉识别与定位装置,其特征在于:该装置包括系统标定部分、目标螺钉识别部分以及目标螺钉定位部分,所述系统标定部分包括双目相机的标定、激光系统的标定以及机械臂与双目相机手眼关系标定;

目标螺钉识别部分采用双目相机拍摄获取目标所在区域图像,通过图像处理技术从背景中分割并提取目标,结合螺钉头的特征信息,从分割的目标中有效地识别出所需螺钉;

目标螺钉定位部分计算双目相机识别出的螺钉的二维像素坐标信息,通过双目相机的像素坐标计算出目标螺钉三维空间位置,完成目标螺钉三维位置信息的确定;

在所述相机标定部分分为单目标定和双目立体标定,单目标定主要获得左右相机各自的焦距,光心坐标,以及畸变系数,双目立体标定是为了获得左右相机之间的位置关系,然后可以根据三角关系计算螺钉位置;投射激光点阵校准平面,当双目相机垂直平面时,相机对螺钉信息进行拍摄,通过激光点阵投影到平面,然后提取激光点的位置信息来校准平面,通过激光笔发射激光,经过正交光栅,并投射到待测平面上,在待测平面上形成激光点阵,用双目相机拍摄待测平面,分别提取左右相机中的激光点阵的像素点坐标信息,将中间最亮点的点设为参照点,根据各个激光点和参照点的位置关系来匹配激光点。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的螺钉识别与定位装置,其特征在于:根据激光点的光斑大小来确定点阵中心点,即参照点,激光点阵的中间点最亮,并且在左右相机的成像中明显区别于其他激光点,参照点有较强的稳定性,然后将左相机的其他激光点的像素坐标分别于左相机的点阵中心点,即参考点的像素坐标做差,得到横轴和纵轴上的差,同理右相机上相同激光点到右相机参考点的差值会和左相机最接近,设置一个允许的误差范围,以此来作为激光点阵匹配的标准,当平面相机与平面的角度过大时,点阵相邻点之间的视差较大,需要增大点阵相邻点间距才能得到稳定的配对精度,然后根据三角测距计算点阵各个点的空间坐标,最后根据点阵的各个点坐标拟合出平面的平面方程。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的螺钉识别与定位装置,其特征在于:所述目标螺钉识别部分结合螺钉头的外轮廓类圆特征信息,从分割的区域中采用霍夫圆算法,识别出目标螺钉所在圆的圆心和半径R,然后增大分割区域的对比度,把原像素值同时乘以一个系数a,再减去一个参考值b,处理后的像素=处理前的像素*a-b,来提取内六角的信息。

4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的螺钉识别与定位装置,其特征在于:当对比度提高后,螺钉的内六角轮廓与螺钉边缘差距增大,内六角的轮廓显示出来,然后提取内六角轮廓的特征点,筛选返回的多边形特征点。

5.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的螺钉识别与定位装置,其特征在于:用opencv对内六角轮廓拟合多边形,会返回多边形的特征点,根据螺钉的特征螺钉内六角的有效范围在距螺钉中心1/3R到2/R的范围内,初步筛选特征点,根据特征点增加六边形的角点,将相邻特征点连接成直线,得到有序的特征点,沿多边形的顺时针方向,求相隔为2的直线的交点,即六边形的交点,初步筛选后的特征点为A,B,C,D,E,F,红线为相邻点的连线,线AB和线CD的交点G为新增特征点,同理BC和DE的交点H也为新增特征点,增加新增特征点后,再根据到螺钉中心的距离筛选在范围1/3R到2/3R内的特征点,得到最终的特征点集合。