[发明专利]一种应用于机器视觉的球状体三维定位方法

权利要求书

1.一种应用于机器视觉的球状体三维定位方法，其特征在于，包括以下步骤：通过图像获取装置获取球状体的图像，将图像输入到图像处理装置，通过圆识别算法，得出位于图像成像面上的待识别椭圆，并计算出待识别椭圆的中心及长轴半径，根据所述待识别椭圆的中心与图像中心，计算出待识别椭圆的中心与图像中心所在直线与待识别椭圆相交的两点a、b的坐标，并计算出a、b两点所对应的在图像获取装置坐标系下的方向向量                                               ，根据球状体的预知半径及所述计算出球状体在世界坐标系下的三维坐标。

2.根据权利要求1所述的应用于机器视觉的球状体三维定位方法，其特征在于，所述图像获取装置为摄像机，摄像机通过预标定的内、外部参数进行图像拍摄，所述内、外部参数通过张氏标定法进行标定。

3.根据权利要求1或2所述的应用于机器视觉的球状体三维定位方法，其特征在于，所述圆识别算法采用边缘跟踪识别圆的算法。

4.根据权利要求1所述的应用于机器视觉的球状体三维定位方法，其特征在于，所述根据球状体的预知半径及计算出球状体在世界坐标系下的三维坐标，包括以下步骤：

1）、根据球状体的半径及，通过双射线定位法计算出球状物位于图像获取装置坐标系的坐标，所述双射线定位法为：

     

其中代表了球状体的球心在图像获取装置坐标系下的空间位置坐标，d为球状体的半径；

2）、计算出球状体位于图像获取装置标系下的坐标后，通过坐标系转换公式：

   

将所述图像获取装置坐标系下的坐标转换为球状体在世界坐标系下的三维坐标，其中[R t]为一个34的矩阵，是图像获取装置坐标系与世界坐标系之间的旋转与平移关系，只跟图像获取装置的外参数相关，为球状物位于图像获取装置标系的坐标，为球状物在世界坐标下的坐标。

5.根据权利要求4所述的应用于机器视觉的球状体三维定位方法，其特征在于，所述步骤1）还包括先将所述方向向量进行归一化计算，转化为单位方向向量的预处理步骤。