[发明专利]一种基于机械臂和结构光视觉的平面夹角在线测量方法

权利要求书

1.一种基于机械臂和结构光视觉的平面夹角在线测量方法，其包括机械臂、结构光视觉系统，与计算机连接的控制器控制连接所述机械臂，所述结构光视觉系统包括摄像机、结构光投射器，所述摄像机固定于所述机械臂末端，所述结构光投射器固定于所述摄像机一侧，其特征在于：所述结构光投射器投射于待测量的且构成夹角的两个平面表面上，所述结构光投射器采用线结构光投射器或者面结构光投射器，将所述机械臂末端与摄像机间的关系矩阵、摄像机内外参数、结构光参数先经过预先标定，然后对所述摄像机采集的结构光图像进行处理，提取光条中心线，分别获得两个平面的光条中心线上的点，并将其坐标统一变换到机器人末端坐标系中，然后由两组相交直线段得到两个平面的方程，从而求得两个平面的夹角；

所述结构光投射器采用线结构光投射器，其平面夹角在线测量方法的步骤是：

（1.1）图像采集：用控制器操纵机械臂末端，在至少两个不同的位姿上分别采集结构光图像，并记录机械臂末端位姿；

（1.2）光条直线拟合：对每一幅图像分别进行处理，提取光条中心点，并拟合成两条相交的光条直线段，得到光条直线段上的点和光条直线段的交点；

（1.3）平面拟合：根据系统标定结果，将各幅图像中的光条直线段上的点变换到统一的坐标系中，由交点左侧的光条直线段的点集，拟合得到一个平面的方程，由交点右侧的光条直线段的点集，拟合得到另一个平面的方程；

（1.4）夹角求取：根据所述步骤（1.3）中的两个平面的法向量，求得两个平面的夹角；

或者所述结构光投射器采用多线结构光投射器，其平面夹角在线测量方法的步骤是：

（2.1）图像采集：用控制器操纵机械臂末端，采集一幅结构光图像；

（2.2）光条直线拟合：对图像进行处理，提取光条中心点，根据结构光的线条数和模式的不同，拟合成若干条光条直线，得到光条直线段上的点，并进一步求得构成夹角的两个平面的交线上的点，从而计算出交线；

（2.3）平面拟合：根据系统标定结果，将图像中的光条中心线上的点变换到摄像机坐标系中，并由交线左侧的点和右侧的点分别拟合得到两个平面方程；

（2.4）夹角求取：根据所述步骤（2.3）中的两个平面的法向量，求得两个平面的夹角。