CN110458891A - 一种采用三位重构的螺孔标定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用三位重构的螺孔标定装置，包括采集平台，所述采集平台四周设置有固定支架，所述固定支架上设置摄像头组件，所述摄像头组件包括垂直面向采集平台的垂直摄像头和倾斜面对采集平台的倾斜摄像头，所述摄像头组件连接有中央处理器。在工作中，将产品放置于采集平台上，通过摄像头的拍摄，进行产品多个角度的图像数据采集，并可以进行多次采集并覆盖。拍摄得到的数据传输至中央处理器中，通过三维重构技术对螺丝孔坐标进行定位。在充分采集待锁付产品的图像数据和标定坐标系以后，能够通过点源滤析确定产品的立体平面中螺丝孔的作为坐标位置。这一装置机构简单，对硬件和识别环境要求较低，而且对不规则产品的识别结果较好。
Description
技术领域
本发明涉及螺丝机领域，特别是一种采用三位重构的螺孔标定装置。
背景技术
如今的具有机器视觉的机械臂不能测量物体的三维数据，从而无法对不同位置的螺丝孔进行精确定位，而且在加工过程中难以对产品进行查看。传统的螺丝机视觉系统采用的是平面视觉，故识别的螺丝孔坐标只是基于二维平面的，这对于不规则产品的锁付带来不少问题。传统的二维物体识别为确保实时性和滤去干扰，多是基于轮廓特征的形状匹配，用到特征提取以及分类器，这样子就对硬件与识别环境的要求较高，识别速度也较慢。而目前的三维形貌测量系统多是采用理想的数学模型，这样照相机和投影机以及参考平面要有严格的几何关系，造成系统硬件搭建困难。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种采用三位重构的螺孔标定装置，机构简单，对硬件和识别环境要求较低，而且对不规则产品的识别结果较好。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种采用三位重构的螺孔标定装置，包括采集平台，所述采集平台四周设置有固定支架，所述固定支架上设置摄像头组件，所述摄像头组件包括垂直面向采集平台的垂直摄像头和倾斜面对采集平台的倾斜摄像头，所述摄像头组件连接有中央处理器。
作为上述技术方案的改进，所述倾斜摄像头均匀分布于所述采集平台四周。
作为上述技术方案的进一步改进，所述摄像头组件可拆卸地固定于所述固定支架上。
进一步，所述固定支架上设置有滑道，所述滑道中设置有滑块，所述摄像头组件固定于所述滑块上。
进一步，所述中央处理器连接有用于显示螺孔位置和控制摄像头组件的控制面板。
本发明中一个或多个技术方案至少具有以下有益效果：本发明的其中一个技术方案在工作中，抽样单个产品，将其放置于采集平台上，通过摄像头的拍摄，进行产品多个角度的图像数据采集，并可以进行多次采集并覆盖。拍摄得到的数据传输至中央处理器中，通过三维重构技术对螺丝孔坐标进行定位。在充分采集待锁付产品的图像数据和标定坐标系以后，能够通过点源滤析确定产品的立体平面中螺丝孔的作为坐标位置。这一装置机构简单，对硬件和识别环境要求较低，而且对不规则产品的识别结果较好。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的原理示意图。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。
参照图1，本发明的一种采用三位重构的螺孔标定装置，包括采集平台100，所述采集平台100四周设置有固定支架200，所述固定支架200上设置摄像头组件300，所述摄像头组件300包括垂直面向采集平台100的垂直摄像头310和倾斜面对采集平台100的倾斜摄像头320，所述摄像头组件300连接有中央处理器。装置工作中，抽样单个产品，将其放置于采集平台100上，通过摄像头组件300的拍摄，进行产品多个角度的图像数据采集，并可以进行多次采集并覆盖。拍摄得到的数据传输至中央处理器中，通过三维重构技术对螺丝孔坐标进行定位。在充分采集待锁付产品的图像数据和标定坐标系以后，能够通过点源滤析确定产品的立体平面中螺丝孔的作为坐标位置。这一装置机构简单，对硬件和识别环境要求较低，而且对不规则产品的识别结果较好。
立体视觉原理如图2，对于空间物体表面任意一点P，如果我们用C1和C2两个摄像机同时观察P点，并且我们能确定两个摄像机图像上的P点是空间上同一点P的图像点，就可以确定P的三维位置。
采用摄像头组件300对产品进行不同角度的拍摄，进而获得多个不同角度的二维图像。运用标定板进行标定，得到摄像机组件300的内外参数，由该物体的同一个点拍摄到多幅不同角度的二维图像，通过立体视觉原理，不断交叉确定多个“P”点，这些“P”称为三焦张量，每一个三焦张量都具有独立的三维坐标，即是一个独立的“点源”，然后获取标准外极线几何到标准外极限几何之间的变换矩阵，无数个点源就可以重新组合重构物体。在颜色、纹理条件算法的过滤区分后，就得到螺丝孔的三维坐标，这样就能对螺丝孔进行精确定位。
本装置采用摄像头组件300进行不同角度的拍摄，进而获得多个不同角度的二维图像。由该物体的同一个点拍摄到多幅不同角度的二维图像，在中央处理器中经过图像预处理，特征选取及立体投影成像把图像拆分成多个点源，多个点源在线性方程规划下进行重新组合排列，从而实现物体的三维重构；再通过特征匹配和相机标定等处理，利用视差计算出该点的三维位置，和得到螺丝孔的位置坐标。
作为上述技术方案的改进，所述倾斜摄像头320均匀分布于所述采集平台100四周。倾斜摄像头320均匀分布于四周，配合垂直摄像头310可完成对产品外露平面的完整包围，得到产品的全貌，便于中央处理器对产品上所有平面进行分析，完成所有螺孔位置的标定。
作为上述技术方案的进一步改进，所述摄像头组件300可拆卸地固定于所述固定支架200上。优选地，所述摄像头组件300通过螺栓固定于所述固定支架200上。当摄像头出现故障或者产品大小变化，需要更换不同型号的摄像头时，直接拆卸摄像头即可，方便快捷，节省成本。
进一步，所述固定支架200上设置有滑道210，所述滑道210 中设置有滑块220，所述摄像头组件300固定于所述滑块220上。将摄像头组件300通过滑块220固定于固定支架200上，可随时调整摄像头的位置，便于完成对不规则产品所有平面的覆盖，使装置整体更为灵活；同时也可减少一定数量的摄像机，节省成本。
进一步，所述中央处理器连接有用于显示螺孔位置和控制摄像头组件300的控制面板，方便操作者对装置进行操控并对标定结果进行观察。
以上具体结构和尺寸数据是对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (5)
1.一种采用三位重构的螺孔标定装置，其特征在于：包括采集平台，所述采集平台四周设置有固定支架，所述固定支架上设置摄像头组件，所述摄像头组件包括垂直面向采集平台的垂直摄像头和倾斜面对采集平台的倾斜摄像头，所述摄像头组件连接有中央处理器。
2.根据权利要求1所述的采用三位重构的螺孔标定装置，其特征在于：所述倾斜摄像头均匀分布于所述采集平台四周。
3.根据权利要求1所述的采用三位重构的螺孔标定装置，其特征在于：所述摄像头组件可拆卸地固定于所述固定支架上。
4.根据权利要求1所述的采用三位重构的螺孔标定装置，其特征在于：所述固定支架上设置有滑道，所述滑道中设置有滑块，所述摄像头组件固定于所述滑块上。
5.根据权利要求1所述的采用三位重构的螺孔标定装置，其特征在于：所述中央处理器连接有用于显示螺孔位置和控制摄像头组件的控制面板。
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