CN116563380A - 一种对接校正方法、对接校正装置、对接装置、计算机设备 - Google Patents

Abstract

一种对接校正方法、对接校正装置、对接装置、计算机设备，涉及定位校正技术领域。对接校正方法包括：获取图像，图像包括激光发射器在内壁的成像。基于图像，得到在图像采集器的坐标系下的三维激光点集。获取图像采集器在第一对接装置的坐标系下的外参。然后计算得到在所述的第一对接装置的坐标系下的三维参考线。基于在第一对接装置坐标系下的三维参考线，计算得到第一对接装置和第二对接装置的相对位姿关系。根据所述的第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系调整所述的第一对接装置或所述的第二对接装置的位姿。对接校正装置，包括获取模块、图像处理模块、第一计算模块、第二计算模块、控制模块。本发明保证了对接的精度和安全性。

Description

一种对接校正方法、对接校正装置、对接装置、计算机设备

技术领域

本发明涉及定位校正技术领域，尤其涉及一种对接校正方法、对接校正装置、对接装置、计算机设备。

背景技术

与具有中空内壁的对接装置进行对接时，若有较大偏移角度或者相对位置有偏移时，容易发生碰撞，导致对接装置的损坏。例如取料臂对接料轴，因为卷料轴的横截面通常不会很大，所以需要取料臂更精准地对准卷料轴。而且对接时，因为中空内壁光线暗且不便于设置识别标识，现有的通过标识检测进行对接的方式实施起来效果差。因此一种可以快速准确与具有中空内壁的对接装置进行对接校正的方法极为需要。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的问题，提供一种一种对接校正方法、对接校正装置、对接装置、计算机设备。

第一方面，本发明涉及一种对接校正方法，用于第一对接装置与第二对接装置的对接，第一对接装置设有激光发射器和图像采集器；第二对接装置具有中空的内壁；所述方法包括：

获取所述图像采集器采集的图像，所述图像包括所述激光发射器在所述内壁的成像；

基于所述的图像，得到在所述的图像采集器的坐标系下的三维激光点集；

获取所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参；

基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和在所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，计算得到在所述的第一对接装置的坐标系下的三维参考线；其中，所述的三维参考线是基于所述的三维激光点集建立得到的，用于表征所述第二对接装置的位姿；

基于在第一对接装置坐标系下的三维参考线，计算得到所述第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系；

根据所述的第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系调整所述的第一对接装置或所述的第二对接装置的位姿。

在第一对接装置与第二对接装置对接时，通过所述激光图像的采集和计算获得三维参考线，然后根据所述三维参考线计算所述所述第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系从而可以调整所述的第一对接装置或所述的第二对接装置的位姿，令所述第一对接装置与所述第二对接装置平行对接，有效防止所述第一对接装置对接所述第二对接装置时与所述第二对接装置内壁发生碰撞造成损坏，也防止所述第二对接装置在碰撞中偏移掉落，保证了对接的精度和安全性。激光采集器的应用，成本低，成像效果好，便于图像采集器的采集。

作为优选，基于所述的图像，得到在所述的图像采集器的坐标系下的三维激光点集，具体包括如下步骤：

提取出所述图像中位于所述第二对接装置内壁的至少两条校正激光线；

分别获取所述校正激光线在所述的图像采集器的坐标系下的若干个三维校正坐标；

全部所述三维校正坐标集合为三维校正坐标点集。

作为优选，所述的提取出所述图像中位于所述第二对接装置内壁的至少两条校正激光线，具体包括如下步骤：识别所述图像中的全部激光线，若任意一条所述激光线的偏移角度到达了预设阈值，则该激光线为所述校正激光线，否则舍去该激光线。

作为优选，所述的分别获取所述校正激光线在所述的图像采集器的坐标系下的若干个三维校正坐标，具体包括如下步骤：

重复如下步骤，直至所有所述校正激光线均转换为若干个三维校正坐标：

提取一条所述校正激光线上的若干个校正激光点；

基于所述的图像采集器的坐标系下的所述激光发射器发射的光平面方程，计算每个所述校正激光点在所述的图像采集器的坐标系下的三维校正坐标。

作为优选，所述的基于所述的图像采集器的坐标系下的所述激光发射器发射的光平面方程的获取，具体包括如下步骤：

获取所述标定板在不同位置，被所述图像采集器采集到的标定板图像和标定激光线图像；

根据所述标定激光线图像获取在所述标定板的坐标系下的三维标定坐标点集；

根据所述标定板图像获取不同位置的所述标定板，在所述的图像采集器的坐标系下的标定位姿；

根据所述三维标定坐标点集和所述标定位姿获取在所述的图像采集器的坐标系下的三维同步坐标点集；

根据所述三维同步坐标点集拟合获取在所述的图像采集器的坐标系下的光平面方程。

作为优选，所述的根据所述标定激光线图像获取在所述标定板的坐标系下的三维标定坐标点集，具体包括如下步骤：

重复如下步骤，直至所有所述标定激光线图像均转换为三维标定坐标点集：

提取一个所述标定激光线图像上的若干个标定激光点；

获取若干个所述标定激光点在所述标定板的坐标系下的三维标定坐标，全部所述三维标定坐标集合获取一个三维标定坐标点集。

作为优选，基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和在所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，计算得到在所述的第一对接装置的坐标系下的三维参考线，具体包括如下步骤：

基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和在所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，拟合出至少两条在所述的第一对接装置的坐标系下的三维校正激光线；

根据所述三维校正激光线计算出位于所述三维校正激光线正中的三维参考线。

作为优选，基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和在所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，拟合出至少两条在所述的第一对接装置的坐标系下的三维校正激光线，具体包括如下步骤：

基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和在所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，计算出在所述的第一对接装置的坐标系下的三维激光点集；

基于在所述的第一对接装置的坐标系下的三维激光点集，拟合出至少两条在所述的第一对接装置的坐标系下的三维校正激光线。

作为优选，基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和在所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，拟合出至少两条在所述的第一对接装置的坐标系下的三维校正激光线，具体包括如下步骤：

基于在所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，拟合出至少两条在所述的图像采集器坐标系下的三维校正激光线；

基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和在所述的图像采集器坐标系下的三维校正激光线，计算出在所述的第一对接装置的坐标系下的三维校正激光线。

作为优选，所述的基于在第一对接装置坐标系下的三维参考线，计算得到所述第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系，具体包括如下步骤：

获取所述三维参考线包括方向向量和任一经过点坐标；

根据所述方向向量计算得到所述第一对接装置和所述的第二对接装置的相对角度；

根据所述任一经过点坐标计算得到所述第一对接装置和所述的第二对接装置的相对距离。

作为优选，所述的根据所述的第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系调整所述的第一对接装置或所述的第二对接装置的位姿，还包括如下步骤：比较所述相对位姿关系与预设相对位姿阈值，若所述相对位姿关系在预设相对位姿阈值范围内，则不需要调整所述的第一对接装置或所述的第二对接装置的位姿，否则调整所述的第一对接装置或所述的第二对接装置的位姿。

第二方面，本发明涉及一种对接校正装置，用于内部设有图像采集器和激光发射器的第一对接装置，包括：

获取模块，用于获取所述图像采集器采集的图像，以及所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参；

图像处理模块，用于基于所述的图像，得到在所述的图像采集器的坐标系下的三维激光点集；

第一计算模块，用于基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和在所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，计算得到在所述的第一对接装置的坐标系下的三维参考线；

第二计算模块，用于基于在第一对接装置坐标系下的三维参考线，计算得到所述第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系；

控制模块，用于根据所述的第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系调整所述的第一对接装置的位姿。

作为优选，所述图像处理模块包括：

识别提取模块，用于提取出所述图像中的激光线，以及提取激光线上的激光点；

第三计算模块，用于基于所述的图像采集器的坐标系下的所述激光发射器发射的光平面方程，计算每个所述激光点在所述的图像采集器的坐标系下的三维坐标。

第三方面，本发明涉及一种对接装置，包括图像采集器、激光发射器、移动装置、移动控制装置、对接校正装置；所述图像采集器和所述激光发射器设置在所述对接装置内部；所述图像采集器和所述激光发射器与所述对接校正装置通信连接，所述移动控制装置与所述移动装置通信连接，所述对接校正装置与所述移动控制装置通信连接。

第四方面，本发明涉及一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述对接校正方法的步骤。

第五方面，本发明涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述对接校正方法的步骤。

采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明令所述第一对接装置与所述第二对接装置平行对接，有效防止所述第一对接装置对接所述第二对接装置时与所述第二对接装置内壁发生碰撞造成损坏，也防止所述第二对接装置在碰撞中偏移掉落，保证了对接的精度和安全性。激光采集器的应用，成本低，成像效果好，便于图像采集器的采集。

附图说明

图1是本发明一种对接校正方法一种实施例中的流程图。

图2是本发明一种对接校正方法一种实施例中的对接示意图一。

图3 是本发明一种对接校正方法一种实施例中的对接示意图一A处的局部示意图。

图4 是本发明一种对接校正方法一种实施例中的对接示意图二。

图5 是本发明一种对接校正方法一种实施例中的第一对接装置示意图。

图6 是本发明一种对接校正方法一种实施例中的第二对接装置坐标系示意图。

图7是本发明一种对接校正装置一种实施例中的模块框图。

图8是本发明一种计算机设备一个实施例中的内部结构图。

图中：1-第一对接装置，11-激光发射器，12-图像采集器，13-移动装置，2-第二对接装置，21-内壁，3-激光发射器在所述内壁的成像，4-三维校正激光线，5-三维参考线，110-获取模块，120-图像处理模块，130-第一计算模块，140-第二计算模块，150-控制模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本发明实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

如图1-6所示，一种对接校正方法，用于第一对接装置与第二对接装置的对接，第一对接装置设有激光发射器和图像采集器；第二对接装置具有中空的内壁；所述方法包括：

步骤S01，获取所述图像采集器采集的图像，所述图像包括所述激光发射器在所述内壁的成像。

一般对接装置均与地面平行，所以角度上主要是在水平方向上进行调整。在所述第一对接装置和所述第二对接装置在高度上不需要进行调整时，只需要发射平行与水平面的激光平面，若需要较高的精度，可以增加平行与水平面的所述激光平面数量。而在需要在高度上进行调整时，发射十字激光平面，所述十字激光平面是由两个相互垂直的激光平面构成，其中一个激光平面与水平面平行，另一个与水平面垂直，若需要较高的精度，可以增加十字激光平面数量。

图像采集器可以采用彩色相机，便于后续对于激光图像的提取。

步骤S02，基于所述的图像，得到在所述的图像采集器的坐标系下的三维激光点集。

所述的图像采集器的坐标系以图像采集器镜头为零点。

步骤S03，获取所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参。

步骤S04，基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和在所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，计算得到在所述的第一对接装置的坐标系下的三维参考线。其中，所述的三维参考线是基于所述的三维激光点集建立得到的，用于表征所述第二对接装置的位姿。

步骤S05，基于在第一对接装置坐标系下的三维参考线，计算得到所述第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系。

位姿，即位置和姿态，是坐标系的位置和方向总称。

步骤S06，根据所述的第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系调整所述的第一对接装置或所述的第二对接装置的位姿。

在第一对接装置与第二对接装置对接时，通过所述激光图像的采集和计算获得三维参考线，然后根据所述三维参考线计算所述所述第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系从而可以调整所述的第一对接装置或所述的第二对接装置的位姿，令所述第一对接装置与所述第二对接装置平行对接，有效防止所述第一对接装置对接所述第二对接装置时与所述第二对接装置内壁发生碰撞造成损坏，也防止所述第二对接装置在碰撞中偏移掉落，保证了对接的精度和安全性。激光采集器的应用，成本低，成像效果好，便于图像采集器的采集。

在具体实施中，以取料臂作为第一对接装置和料轴作为第二对接装置为例加以说明：取料臂的内部有空间，设有激光发射器和图像采集器。料轴一般为圆管状。在对接时，因为大部分工厂内料轴放置的高度都是固定的，所以不需要进行高度上对取料臂的调整，这样激光发射器只需要发射与水平面平行的激光平面即可。而在大型的料轴上，一般与对接轴之间留有一定的空隙，在精度要求上不会过于严苛，所述激光平面只有一个也可以完成校正。而且因为料轴上很多时候都缠绕了物料，所以很难去调整料轴的方向，所以在步骤S06中是根据所述的取料臂和所述的料轴的相对位姿关系调整所述的取料臂的位姿。

一些实施例中，步骤S02中，基于所述的图像，得到在所述的图像采集器的坐标系下的三维激光点集，具体包括如下步骤：

步骤S21，提取出所述图像中位于所述第二对接装置内壁的至少两条校正激光线。因为对准时需要所述第一对接装置的中心点和所述第二对接装置的中心点连线可以平行于第二对接装置的内壁，所以至少需要两条校正激光线才可以进行后续计算。这样设置在只识别到两条以下的所述校正激光线时，可以知道是偏移距离太大或各个器件出现问题，进行重新调整或报修。

步骤S22，分别获取所述校正激光线在所述的图像采集器的坐标系下的若干个三维校正坐标。

步骤S23，全部所述三维校正坐标集合为三维校正坐标点集。

一些实施例中，步骤S21中提取出所述图像中位于所述第二对接装置内壁的至少两条校正激光线，具体包括如下步骤：识别所述图像中的全部激光线，若任意一条所述激光线的偏移角度到达了预设阈值，则该激光线为所述校正激光线，否则舍去该激光线。

因为所述激光照射在所述第二对接装置内壁的校正激光线，会产生变形，存在一定的偏移角度，偏移角度会落入特定的阈值，将这个特定的阈值设为预设阈值，这样提取校正激光线简单快速。所述预设阈值为5°-35°。

一些实施例中，步骤S22中分别获取所述校正激光线在所述的图像采集器的坐标系下的若干个三维校正坐标，具体包括如下步骤：

重复如下步骤，直至所有所述校正激光线均转换为若干个三维校正坐标：

提取一条所述校正激光线上的若干个校正激光点。

基于所述的图像采集器的坐标系下的所述激光发射器发射的光平面方程，计算每个所述校正激光点在所述的图像采集器的坐标系下的三维校正坐标。所述校正激光点的坐标，用表示，为了将/>变换到三维空间下，利用公式（1）、公式（2）和公式（3），求得/>在所述的图像采集器的坐标系下的三维校正坐标/>：

其中，所述表示/>在所述的图像采集器的坐标系下的Z轴坐标，所述/>表示/>在所述的图像采集器的坐标系下的横坐标，所述/>表示/>在所述的图像采集器的坐标系下的纵坐标，所述K表示图像采集器内参，所述/>表示光平面外参，所述/>表示/>在光平面上的坐标，所述公式（2）表示所述/>的Z轴坐标为0。

这样设置保证精度的同时计算快，而且通过光平面方程计算可以与所述图像采集器快速关联，整体上提高了计算速度，点集也方便后续拟合。

一些实施例中，所述的基于所述的图像采集器的坐标系下的所述激光发射器发射的光平面方程的获取，具体包括如下步骤：

步骤a，获取所述标定板在不同位置，被所述图像采集器采集到的标定板图像和标定激光线图像。例如，获取所述标定板在第一位置时被所述图像采集器采集到的所述标定板的第一标定板图像和第一标定激光线图像。获取所述标定板在第二位置时被所述图像采集器采集到的所述标定板的第二标定板图像和第二标定激光线图像。其中，所述第一位置和第二位置为所述标定板相对于所述图像采集器所在的位置，并且所述第一位置和第二位置不相同。

在采集标定板图像时，调整所述图像采集器的焦距令采集到的标定板图像纹理清晰。在采集标定激光线图像时，调整所述图像采集器的焦距令采集到的标定激光线图像中激光线清晰可见，而标定板模糊化。其中，所述标定激光线图像需要进行处理，通过质心法提取所述标定激光线图像上激光条纹的中心线。

步骤b，根据所述标定激光线图像获取在所述标定板的坐标系下的三维标定坐标点集。即获取所述激光条纹的中心线在所述标定板的坐标系下的三维标定坐标点集。可以根据所述第一标定激光线图像获取第一标定激光线的第一三维标定坐标点集，根据所述第二标定激光线图像获取第二标定激光线的第二三维标定坐标点集。

具体包括如下步骤：

重复如下步骤，直至所有所述标定激光线图像均转换为三维标定坐标点集：

提取一个所述标定激光线图像上的若干个标定激光点。

获取若干个所述标定激光点在所述标定板的坐标系下的三维标定坐标，全部所述三维标定坐标集合获取一个三维标定坐标点集。所述标定激光点在所述标定板的坐标系下的三维标定坐标Z轴坐标均为0，而横坐标和纵坐标都是像素坐标，横坐标和纵坐标分别是标定激光点图像所在的行和列。

步骤c，根据所述标定板图像获取不同位置的所述标定板，在所述的图像采集器的坐标系下的标定位姿。可以根据所述第一标定板图像获取第一位置的标定板在所述的图像采集器的坐标系下的第一标定位姿，根据所述第二标定板图像获取第二位置的标定板在所述的图像采集器的坐标系下的第二标定位姿。

步骤d，根据所述三维标定坐标点集和所述标定位姿获取在所述的图像采集器的坐标系下的三维同步坐标点集。可以根据第一三维标定坐标点集和第一标定位姿获取第一三维同步坐标点集，根据第二三维标定坐标点集和第二标定位姿获取第二三维同步坐标点集。

具体地，将标定位姿设为，则第一标定位姿为/>，第二标定位姿为。所述标定激光点的坐标，用/>表示。/>表示三维标定坐标点坐标。将/>和/>分别代入公式（4），且通过公式（5）和公式（6）计算出在所述的图像采集器的坐标系下的三维同步坐标点坐标/>：

其中，所述表示/>在所述的图像采集器的坐标系下的Z轴坐标，所述/>表示/>在所述的图像采集器的坐标系下的横坐标，所述/>表示/>在所述的图像采集器的坐标系下的纵坐标，所述K表示图像采集器内参，所述公式（5）表示所述/>的Z轴坐标为0。

步骤e，根据所述三维同步坐标点集拟合获取在所述的图像采集器的坐标系下的光平面方程。即拟合所有所述三维同步坐标点，得到在所述的图像采集器的坐标系下的光平面方程，完成光平面标定。具体通过RANSAC算法进行拟合。

RANSAC （Random Sample Consensus）算法，即随机抽样一致算法，它是根据一组包含异常数据的样本数据集，计算出数据的数学模型参数，得到有效样本数据的算法。

这样标定的光平面方程可以让校正激光点快速获得三维校正坐标，标定严谨保证了整体对准校正的精度。

一些实施例中，步骤S04中，基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和在所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，计算得到在所述的第一对接装置的坐标系下的三维参考线，具体包括如下步骤：

步骤S41，基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和在所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，拟合出至少两条在所述的第一对接装置的坐标系下的三维校正激光。

步骤S42，根据所述三维校正激光线计算出位于所述三维校正激光线正中的三维参考线。所述三维参考线是三维校正激光线的角平分线。

一些示例，所述步骤S41具体包括如下步骤：

基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和在所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，计算出在所述的第一对接装置的坐标系下的三维激光点集。即将三维校正坐标变换到所述的第一对接装置的坐标系下，用/>表示，通过公式（7）计算获得：

其中，表示所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参。

基于在所述的第一对接装置的坐标系下的三维激光点集，拟合出至少两条在所述的第一对接装置的坐标系下的三维校正激光线。通过RANSAC算法拟合在所述的第一对接装置的坐标系下的三维校正激光线。

一些示例，所述步骤S41具体包括如下步骤：

基于所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，拟合出至少两条在所述的图像采集器坐标系下的三维校正激光线。具体地，通过RANSAC算法拟合在所述的图像采集器坐标系下的三维校正激光线。二维平面下直线方程为，通常也用/>表示一条直线，所以一条所述三维校正激光线可以写成/>。

基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和在所述的图像采集器坐标系下的三维校正激光线，计算出在所述的第一对接装置的坐标系下的三维校正激光线。

具体地，取所述三维校正激光线上的两点/>和/>，根据公式（8）、公式（9）和公式（10）获得/>和/>在所述的图像采集器坐标系下的三维校正坐标/>和：

其中，所述表示/>在所述的图像采集器的坐标系下的Z轴坐标，所述/>表示/>在所述的图像采集器的坐标系下的横坐标，所述/>表示/>在所述的图像采集器的坐标系下的纵坐标，所述K表示图像采集器内参，所述/>表示光平面外参，所述/>表示/>在光平面上的坐标，所述公式（9）表示所述/>的Z轴坐标为0。

然后，将和/>通过公式（11）变换到所述的第一对接装置的坐标系下，用和/>表示：

其中，表示所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参。

最后，通过和/>两个点的坐标计算在所述的第一对接装置的坐标系下的/>。同理可计算获得在所述的第一对接装置的坐标系下的/>。/>和/>就是在所述的第一对接装置的坐标系下的三维校正激光线。

如图6所示，步骤S05中，所述的基于在第一对接装置坐标系下的三维参考线，计算得到所述第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系，具体包括如下步骤：

步骤S51，将所述三维参考线作为第二对接装置坐标系的x轴，z轴垂直x轴向上，由x轴和z轴确定y轴，圆心坐标选在所述三维参考线的起始处。

步骤S52，计算获得所述的第二对接装置坐标系与所述的第一对接装置的坐标系相对位姿关系，即所述第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系。可以是计算两个坐标系原点之间的相对角度和相对距离。

这样计算可以快速得到对准线坐标，确保可以令所述第一对接装置与所述第二对接装置平行对接。

步骤S06中，所述的根据所述的第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系调整所述的第一对接装置或所述的第二对接装置的位姿，还包括如下步骤：比较所述相对位姿关系与预设相对位姿阈值，若所述相对位姿关系在预设相对位姿阈值范围内，则不需要调整所述的第一对接装置或所述的第二对接装置的位姿，否则调整所述的第一对接装置或所述的第二对接装置的位姿。

在较小位姿关系时，不需要进行调整也可以稳定对接，这样就可以节省对接时间。

在一个实施例中，如图7所示，提供了一种对接校正装置，用于内部设有图像采集器和激光发射器的第一对接装置，包括：

获取模块，用于获取所述图像采集器采集的图像，以及所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参。

图像处理模块，用于基于所述的图像，得到在所述的图像采集器的坐标系下的三维激光点集。

第一计算模块，用于基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和在所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，计算得到在所述的第一对接装置的坐标系下的三维参考线。

第二计算模块，用于基于在第一对接装置坐标系下的三维参考线，计算得到所述第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系。

控制模块，用于根据所述的第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系调整所述的第一对接装置的位姿。

一些实施例中，所述图像处理模块包括：

识别提取模块，用于提取出所述图像中的激光线，以及提取激光线上的激光点。

第三计算模块，用于基于所述的图像采集器的坐标系下的所述激光发射器发射的光平面方程，计算每个所述激光点在所述的图像采集器的坐标系下的三维坐标。

所述的对接校正装置的对准校正方法与上述的对准校正方法相同，此处不再赘述。

在一个实施例中，提供了一种对接装置，包括图像采集器、激光发射器、移动装置、移动控制装置、对接校正装置。所述图像采集器和所述激光发射器设置在所述对接装置内部。所述图像采集器和所述激光发射器与所述对接校正装置通信连接，所述移动控制装置与所述移动装置通信连接，所述对接校正装置与所述移动控制装置通信连接。

所述的对接装置的对准校正方法在上述各方法实施例中已经详细说明，此处不再赘述。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图8 所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于两种传感器数据融合的建图方法或一种基于两种传感器数据融合的定位方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图5 中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。具体的对准校正步骤上述各方法实施例中已经详细说明，此处不再赘述。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。具体步骤上述各方法实施例中已经详细说明，此处不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一种实施方式”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一种实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (16)

1.一种对接校正方法，用于第一对接装置与第二对接装置的对接，其特征在于，第一对接装置设有激光发射器和图像采集器；第二对接装置具有中空的内壁；所述方法包括：

获取所述图像采集器采集的图像，所述图像包括所述激光发射器在所述内壁的成像；

基于所述的图像，得到在所述的图像采集器的坐标系下的三维激光点集；

获取所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参；

基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和在所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，计算得到在所述的第一对接装置的坐标系下的三维参考线；其中，所述的三维参考线是基于所述的三维激光点集建立得到的，用于表征所述第二对接装置的位姿；

基于在第一对接装置坐标系下的三维参考线，计算得到所述第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系；

根据所述的第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系调整所述的第一对接装置或所述的第二对接装置的位姿。

2.根据权利要求1所述的一种对接校正方法，其特征在于，基于所述的图像，得到在所述的图像采集器的坐标系下的三维激光点集，具体包括如下步骤：

提取出所述图像中位于所述第二对接装置内壁的至少两条校正激光线；

分别获取所述校正激光线在所述的图像采集器的坐标系下的若干个三维校正坐标；

全部所述三维校正坐标集合为三维校正坐标点集。

3.根据权利要求2所述的一种对接校正方法，其特征在于，所述的提取出所述图像中位于所述第二对接装置内壁的至少两条校正激光线，具体包括如下步骤：识别所述图像中的全部激光线，若任意一条所述激光线的偏移角度到达了预设阈值，则该激光线为所述校正激光线，否则舍去该激光线。

4.根据权利要求2所述的一种对接校正方法，其特征在于，所述的分别获取所述校正激光线在所述的图像采集器的坐标系下的若干个三维校正坐标，具体包括如下步骤：

重复如下步骤，直至所有所述校正激光线均转换为若干个三维校正坐标：

提取一条所述校正激光线上的若干个校正激光点；

基于所述的图像采集器的坐标系下的所述激光发射器发射的光平面方程，计算每个所述校正激光点在所述的图像采集器的坐标系下的三维校正坐标。

5.根据权利要求4所述的一种对接校正方法，其特征在于，所述的基于所述的图像采集器的坐标系下的所述激光发射器发射的光平面方程的获取，具体包括如下步骤：

获取所述标定板在不同位置，被所述图像采集器采集到的标定板图像和标定激光线图像；

根据所述标定激光线图像获取在所述标定板的坐标系下的三维标定坐标点集；

根据所述标定板图像获取不同位置的所述标定板，在所述的图像采集器的坐标系下的标定位姿；

根据所述三维标定坐标点集和所述标定位姿获取在所述的图像采集器的坐标系下的三维同步坐标点集；

根据所述三维同步坐标点集拟合获取在所述的图像采集器的坐标系下的光平面方程。

6.根据权利要求5所述的一种对接校正方法，其特征在于，所述的根据所述标定激光线图像获取在所述标定板的坐标系下的三维标定坐标点集，具体包括如下步骤：

重复如下步骤，直至所有所述标定激光线图像均转换为三维标定坐标点集：

提取一个所述标定激光线图像上的若干个标定激光点；

获取若干个所述标定激光点在所述标定板的坐标系下的三维标定坐标，全部所述三维标定坐标集合获取一个三维标定坐标点集。

7.根据权利要求1所述的一种对接校正方法，其特征在于，基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，计算得到在所述的第一对接装置的坐标系下的三维参考线，具体包括如下步骤：

基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，拟合出至少两条在所述的第一对接装置的坐标系下的三维校正激光线；

根据所述三维校正激光线计算出位于所述三维校正激光线正中的三维参考线。

8.根据权利要求4所述的一种对接校正方法，其特征在于，基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和在所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，拟合出至少两条在所述的第一对接装置的坐标系下的三维校正激光线，具体包括如下步骤：

基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和在所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，计算出在所述的第一对接装置的坐标系下的三维激光点集；

基于在所述的第一对接装置的坐标系下的三维激光点集，拟合出至少两条在所述的第一对接装置的坐标系下的三维校正激光线。

9.根据权利要求4所述的一种对接校正方法，其特征在于，基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和在所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，拟合出至少两条在所述的第一对接装置的坐标系下的三维校正激光线，具体包括如下步骤：

基于在所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，拟合出至少两条在所述的图像采集器坐标系下的三维校正激光线；

基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和在所述的图像采集器坐标系下的三维校正激光线，计算出在所述的第一对接装置的坐标系下的三维校正激光线。

10.根据权利要求1所述的一种对接校正方法，其特征在于，所述的基于在第一对接装置坐标系下的三维参考线，计算得到所述第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系，具体包括如下步骤：

获取所述三维参考线包括方向向量和任一经过点坐标；

根据所述方向向量计算得到所述第一对接装置和所述的第二对接装置的相对角度；

根据所述任一经过点坐标计算得到所述第一对接装置和所述的第二对接装置的相对距离。

11.根据权利要求1所述的一种对接校正方法，其特征在于，所述的根据所述的第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系调整所述的第一对接装置或所述的第二对接装置的位姿，还包括如下步骤：比较所述相对位姿关系与预设相对位姿阈值，若所述相对位姿关系在预设相对位姿阈值范围内，则不需要调整所述的第一对接装置或所述的第二对接装置的位姿，否则调整所述的第一对接装置或所述的第二对接装置的位姿。

12.一种对接校正装置，用于内部设有图像采集器和激光发射器的第一对接装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取所述图像采集器采集的图像，以及所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参；

图像处理模块，用于基于所述的图像，得到在所述的图像采集器的坐标系下的三维激光点集；

第一计算模块，用于基于所述的图像采集器在所述的第一对接装置的坐标系下的外参和在所述的图像采集器坐标系下的三维激光点集，计算得到在所述的第一对接装置的坐标系下的三维参考线；

第二计算模块，用于基于在第一对接装置坐标系下的三维参考线，计算得到所述第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系；

控制模块，用于根据所述的第一对接装置和所述的第二对接装置的相对位姿关系调整所述的第一对接装置的位姿。

13.根据权利要求12所述的一种对接校正装置，其特征在于，所述图像处理模块包括：

识别提取模块，用于提取出所述图像中的激光线，以及提取激光线上的激光点；

第三计算模块，用于基于所述的图像采集器的坐标系下的所述激光发射器发射的光平面方程，计算每个所述激光点在所述的图像采集器的坐标系下的三维坐标。

14.一种对接装置，其特征在于，包括图像采集器、激光发射器、移动装置、移动控制装置、如权利要求12至13中任一项所述的对接校正装置；所述图像采集器和所述激光发射器设置在所述对接装置内部；所述图像采集器和所述激光发射器与所述对接校正装置通信连接，所述移动控制装置与所述移动装置通信连接，所述对接校正装置与所述移动控制装置通信连接。

15.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至11中任一项所述对接校正方法的步骤。

16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至11中任一项所述对接校正方法的步骤。