[发明专利]一种基于双目视觉的插座定位方法

说明书

本发明提出一种基于双目视觉的插座定位方法，其主要步骤包括：S1，对图像做灰度化处理；S2，对图像做二值化阈值分割；S3，在二值图像中检索轮廓；S4，在二值图像中寻找最小面积的包围矩形；S5，去掉不符合条件的矩形；S6，识别零线孔、火线孔和地线孔；S7，根据左、右插孔的中心坐标计算出双目视差；S8，计算插孔在任意世界坐标系下的三维坐标。本发明方案利用双目摄像机和数字图像处理技术提取插孔的形状特征及相对位置特征，识别出了左右摄像机图像中的插孔，对插孔进行了精确定位。

技术领域

本发明涉及视觉定位领域，具体涉及一种基于双目视觉的插座定位方法。

背景技术

室内自治移动机器人被越来越广泛地应用于各种场合，如娱乐、搬运、清洁、保安等，在这些不同场合的应用都需要机器人能适应所处的环境，无论是开放式环境还是封闭式环境，无论是室内环境还是室外环境。由于机载电源容量的限制，机器人的工作时间受到限制，这使得机器人不能实现长期自治的功能，如果这个问题被解决，那么移动机器人将会被用于更加广泛的领域。

目前，移动机器人都是使用高质量的机载可充电蓄电池组来给自身供电，但是一般只能维持几个小时，一旦电能耗尽，必须采用人工干预的方式来给机器人充电。即当移动机器人电力不足时，发出提示信号，由操作人员手动完成机器人与充电器之间的电器连接，然后实施充电，完成后也是人工脱离连接电路。其特点是安全可靠，简单易行，但需要专人看管，浪费人力，而且这也使得机器人的自动化、智能化不完整。如果采用人工充电，那么机器人就处于一种非连续的任务环，这阻碍了机器人的长期自治。

机器人和充电底座进行对接时，不仅要让机器人到达充电底座，还需要机器人以一定的角度和方向进入充电底座，一般方法是要求机器人沿特定的轴线进入和充电底座进行对接。这种方法对机器人移动的精确性和导航的准确性要求很高，不便于推广应用。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，尤其解决现有机器人自动充电技术要求机器人沿特定的轴线进入和充电底座进行对接，对接的角度和方向精度过高、难以一次性实现对接的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种基于双目视觉的插座定位方法，具其主要步骤包括：

S1，对左、右摄像机图像分别做灰度化处理，转换成灰度图像；

S2，对左、右灰度图像做二值化阈值分割；

S3，在分割后的左、右二值图像中检索轮廓；

S4，在左、右二值图像中建立轮廓的凸外形并且旋转外形以寻找最小面积的包围矩形；

S5，计算矩形边长、面积、长宽比、角度值与相应阈值比较，去掉不符合条件的矩形；

S6，计算剩余矩形中心坐标的欧式距离值，辅以矩形角度值、矩形中心像素坐标，识别出零线孔、火线孔和地线孔；

S7，根据左、右插孔的中心坐标计算出双目视差；

S8，根据视差和摄像机参数，求出插孔在左摄像机坐标系下的坐标，再求出插孔在任意世界坐标系下的三维坐标。

本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：

本发明方案利用双目摄像机和数字图像处理技术提取插孔的形状特征及相对位置特征，识别出了左右摄像机图像中的插孔，对插孔进行了精确定位。

附图说明

图1为本发明实施例的基于双目视觉的插座定位方法的流程图。

图2为本发明实施例的插座图像二值化效果图。

图3为本发明实施例的插座孔位识别示意图。

图4为本发明实施例的平行光轴双目视觉匹配的原理图。