[发明专利]一种机器人视觉伺服系统的快速聚焦方法

权利要求书

1.一种机器人视觉伺服系统的快速聚焦方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤一、将相机安装在机器人的机械臂末端，使相机能够随机械臂一起移动，并能利用相机采集目标物体图像；之后为相机安装液态镜头，调节液态镜头的电流为零；

步骤二、移动机器人至位形空间内的位置，多次调整电流并采集获得图像时的液态镜头的电流，以及相机与目标物体之间的距离；位形空间内，是指机器人能够对目标物体进行正常拍摄工作的位置；

步骤三、计算获得的图像的锐度，确定获得的图像中具有最大锐度的图像，并确定具有最大锐度的图像对应的液态镜头的电流以及相机与目标物体之间的距离；步骤三中确定获得的图像中具有最大锐度的图像的过程中，其中确定最大锐度的方法为：

构建下式的图像锐度计算方法：

其中，(x,y)表示图像上的像素点的坐标；L(x,y)表示图像的锐度，I(x,y)是在(x,y)位置处的像素值，I(i,y)表示在(i,y)处的像素值；I(x,j)表示在(x,j)处的像素值；i、j分别表示图像上点(i,y)和(x,j)的横、纵坐标；参数J和K是图像的高度和宽度；G(x,y)表示点(x,y)的锐度值；

步骤四、重复步骤二和步骤三，获得多组最大锐度的图像对应的液态镜头的电流以及相机与目标物体之间的距离，以建立确定出的最大锐度的图像对应的电流与距离关系模型，通过系统辨识得到模型的常量参数；

通过系统辨识得到模型的常量参数的过程为：

步骤四一、根据液态镜头焦距和电流关系以及透镜投影的物理定律，建立如下电流与距离关系模型公式：

式中，i表示电流值，d为距离，p、q表示待估计的常量参数；

步骤四二、根据获得的电流与距离，对建立的电流与距离关系模型进行辨识，对常量参数进行拟合，确定常量参数p、q的数值；

步骤五、利用步骤四建立的关系模型，结合获得的距离，即得到液态镜头变焦所需要的电流值，进而控制液态镜头进行变焦。

2.根据权利要求1所述的一种机器人视觉伺服系统的快速聚焦方法，其特征在于：所述的步骤二中移动机器人至位形空间内的位置，多次调整电流并采集获得图像时的液态镜头的电流，以及相机与目标物体之间的距离的过程为：

步骤二一、将机器人移动至机械臂的位形空间内，调节机械臂末端安装的相机至可拍摄目标物体的位置，将液态镜头的电流设置为零，调节相机，使相机视野内图像清晰；

步骤二二、移动机械臂，计算此时相机距离目标物体顶部表面的垂直距离；且小步长调节电流，观察锐度变化值，直到得到锐度最大时的电流，记录此时电流和距离；

步骤二三、多次重复步骤二二，获取多组电流与距离。