[发明专利]机器人夹持下的导管测量方法

说明书

本发明涉及一种机器人夹持下的导管测量方法。其步骤为：同步触发多目视觉测量箱内的多个工业相机采集不同视角下的多幅原始图像，借助于过度分割边缘、组合平行边缘对以及剔除错误边缘等方法去除测量过程中夹爪的干扰，然后对边缘图像进行骨架提取得到弯管图像的中轴线,借助于图像分割将中轴线分割成直线段和椭圆段区域,最后利用极线约束对控制点进行三维重建，扫掠得到弯管的三维模型。本发明方法能实现在机器人夹持下的导管测量，能够自动去除夹爪的干扰，有效的重建管路的三维模型，得到的精确的控制点，鲁棒性强、精度高、效率高。

技术领域

本发明涉及计算机视觉技术领域,具体的说是机器人夹持下的导管测量方法。

背景技术

在国内工业自动化日益发展的今天，工业机器人自动化水平也得到了显著的提高，并逐渐成为了自动生产未来的趋势。然而实现导管的自动化生产，离不开导管的自动化测量。导管的自动化测量需要在工业机器人的辅助下完成，进而才可以实现导管自动化切割、焊接、装配等一系列的导管智能制造的需求。

目前对成型的弯管测量方式有接触式测量以及非接触式测量方式，其中接触式测量方法，例如靠模法、三坐标测量机、关节式坐标测量机等，这些方法存在对比装置制造困难，容易造成损伤或变形，效率低，过分依赖操作者主观判断，无法重建三维模型以及无定位基准等缺陷。非接触式测量方法，例如光栅扫描、多目视觉测量扫描等，这些方法虽然精度高，但是无法应用到自动化生产线中，无法对导管进行基准定位。

因此亟需改变传统人工配管效率低、可靠性不高的局面，有效提升自动化装配的数字化和精益化水平。

如何有效地缩短研制时间、降低研制成本、提高产品质量是弯管快速加工制造的主要目的。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种机器人夹持下的导管测量方法，该方法有效的利用多目视觉处理算法，剔除了机器人夹爪的干扰，实现了导管的自动化生产，有效地缩短研制时间、降低研制成本、提高产品质量。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：机器人夹持下的导管测量方法，包括以下步骤：

步骤1：同步触发多目视觉测量箱内的多个工业相机；

步骤2：工业相机采集不同视角下的多幅原始图像；

步骤3：对每一幅原始图像进行如下处理，得到分割的弯管中心轴线；

i.提取边缘图像并预处理：

ii.去除图像上夹持部件，得到仅包含弯管的弯管轮廓区域：

iii.提取弯管轮廓区域的中心轴线：

iiii.将弯管中心轴线分割成直线段和椭圆段；

步骤4：选取控制点，由全局标定得到工业相机的内外参数，并借助极线约束进行控制点匹配，得到弯管的空间三维控制点；

步骤5：连接弯管相邻的空间三维控制点，形成弯管空间三维中心轴线，将弯管中心轴线作为路径进行扫掠，得到导管三维模型。

所述多目视觉测量箱由若干个处于不同位置的工业相机、背光光源、匀光板以及箱体构成，其中工业相机均匀布置于箱体内壁的上方，背光光源以及匀光板设置于箱体内的底部。

所述工业相机的布局位置使得其测量范围覆盖背光光源的整个视场。

所述提取边缘图像并预处理包括：

利用Canny算子对图像进行边缘亚像素提取，得到包含夹持部件和弯管的边缘图像；

去除轮廓长度小于阈值的边缘像素；

利用导管沿中轴线对称的形态，剔除图像中的边缘干扰像素。