[发明专利]基于机械手单目相机充当双目立体视觉的拍摄方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于机械手单目相机充当双目立体视觉的拍摄方法及系统，包括：机械手匀速移动步骤：机械手抓着选定相机以设定轨迹匀速移动，并以设定的帧率拍摄连续的照片，获取机械手运动轨迹结果信息；拍摄时间差确定步骤：获取拍摄时间差信息；位置角度确定步骤：获取拍摄时相机位置信息、拍摄时相机角度信息；拍摄结果获取步骤：根据拍摄时相机位置信息、拍摄时相机角度信息，拍摄两张图片，获取两张图片拍摄结果信息；三维信息获取步骤：获取三维结果信息。本发明采用机械手上固定单目相机，通过规定机械手的路径，单目相机在每个拍摄点的位置和角度都是因此确定下来的，提高了这种方法的准确性。

技术领域

本发明涉及机器视觉代替人眼检测技术领域，具体地，涉及一种基于机械手单目相机充当双目立体视觉的拍摄方法及系统。

背景技术

工业上使用机器视觉代替人眼检测已经成为大势所趋，而普通的二维机器视觉只能得到一个方向投影的图像，无法得到目标物的形貌分布，而这对结果的判断会有很大的疏漏。比如汽车制造业中，白车身的焊点检测，焊点的深度以及焊点凹坑的曲面变化都会决定焊点是否合格。目前获取三维数据的方法有：结构光；双目视觉；激光三角法。其中激光设备的成本较高，并不适合大规模使用。结构光三维扫描仪，必须有结构光源发射头，还要至少2个相机来拍摄，所以其尺寸难以做小。双目视觉三维扫描仪，顾名思义，必然要有两个相机的位置。而采用小巧灵活的单目工业相机，一般只能拍到二维的图像，不能得到图像的深度。常用的做法是通过二维图像来推断出三维，比如Shape from shading。但这种方法准确性不够，一般用来做定性分析，而不能做定量测量。而且它对光照和物理本身的表面特性敏感，容易产生较大误差。

专利文献CN106447766B提出了单目相机做双目相机用的方法，但它是采用移动设备上自带的惯性传感器数据来确定两幅照片的拍摄位置和角度，其准确性有待商榷，比如加速度计的动态漂移比较大。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于机械手单目相机充当双目立体视觉的拍摄方法及系统。

根据本发明提供的一种基于机械手单目相机充当双目立体视觉的拍摄方法，包括：机械手匀速移动步骤：根据机械手运动轨迹设定信息，机械手抓着选定相机以设定轨迹匀速移动，并以设定的帧率拍摄连续的照片，获取机械手运动轨迹结果信息；拍摄时间差确定步骤：根据照片的间隔张数信息，确定两张照片的拍摄时间差，获取拍摄时间差信息；位置角度确定步骤：根据机械手运动轨迹结果信息、拍摄时间差信息，确定每张照片拍摄时相机的位置和角度，获取拍摄时相机位置信息、拍摄时相机角度信息；拍摄结果获取步骤：根据拍摄时相机位置信息、拍摄时相机角度信息，拍摄两张图片，获取两张图片拍摄结果信息；三维信息获取步骤：根据双目相机处理控制信息、两张图片拍摄结果信息，处理两张图片，获取三维结果信息；双目相机处理控制信息指导按照选定的双目相机处理方式进行双目相机处理行为。

优选地，机械手匀速移动步骤包括：相机选取步骤：选择全局快门的工业相机作为选定相机。

优选地，还包括：追踪目标分布设定步骤：根据追踪目标分布设定信息，按照设定的所有追踪目标分布，使得选定相机的光轴垂直于被拍摄目标，且选定相机与追踪目标距离固定，获取机械手运动轨迹设定信息。

优选地，还包括：双目相机处理步骤：采用张正友标定法算出相机的内外参数，用所选取的两幅图像的重叠部分做三维重建，获取双目相机处理控制信息。

优选地，还包括：实施运动信息获取步骤：控制软件通过与机器手通讯，获取机器手实施运动信息；控制驱动步骤：根据机器手实施运动信息，控制相机驱动软件，综合处理机器手的运动和相机拍照行为。