[发明专利]一种红外成像目标作业轨迹检测系统及其坐标转换方法

权利要求书

1.一种红外成像目标作业轨迹检测系统的坐标转换方法，其特征在于，检测目标作业轨迹的系统包括三维模型处理模块、红外成像检测模块和坐标信息转换模块；其中，所述三维模型处理模块，用于获取作业对象的三维点云信息并基于三维模型得到特征数据信息；所述红外成像检测模块，其形成有红外成像系统并用于获取作业对象的成像模型且基于所述三维模型处理模块获得的特征数据信息对作业对象进行检测和匹配，并将匹配完成的点云模型轨迹信息发送至所述坐标信息转换模块；所述坐标信息转换模块，用于将作业对象在点云坐标下的作业轨迹信息转换成在机器人坐标下的作业轨迹信息；还包括数据存储模块，所述数据存储模块用于存储作业对象的三维模型以及已生成的作业轨迹信息数据；所述红外成像检测模块包括红外成像仪和用于对来自于所述红外成像仪的红外成像模型进行检测的检测装置；

其包括如下步骤：

S1：将所述三维模型处理模块得到的点云模型数据转换至红外成像系统坐标系下；

S2：将红外成像模型从红外成像系统坐标系转换到机器人坐标系下；

S3：根据步骤S1和S2的转换结果得到变换矩阵关系；

S4：将S3的变换矩阵关系用于模型轨迹位置信息转换上得到机器人坐标系下的作业轨迹；

所述S1步骤中的计算公式如下：

^CQ＝^CH_D^DP

其中，^DP为点云模型在点云坐标系下的坐标值，^CH_D为点 云坐标系与红外成像系统坐标系的变换矩阵；

所述S2步骤中的计算公式如下：

^RQ＝^RH_c^CQ

其中，^CQ为红外模型在红外成像系统坐标系下的坐标值，^RH _C为红外成像系统坐标系与机器人坐标系转换的变换矩阵，^RQ为红外模型在机器人坐标系下的坐标值；

所述S3步骤中的计算公式如下：

^RH_D＝^RH_C^CH_D

所述S4步骤中在机器人坐标系下作业轨迹G_R的计算公式如下：

G_R＝^RH_DG_D＝^RH_C^CH_DG_D

其中，G_D为点云坐标系下的轨迹；

还包括点云模型与红外成像模型间的坐标系转换，其计算公式如下：

^CL＝^CN_D^DM+^CJ_D

其中，^CN_D为红外模型坐标系与点云坐标系旋转转换的描述，^CJ_D为红外坐标系与点云坐标系下的平移变换描述，L、M分别为红外模型数据信息、点云数据信息；其中，^CH_D＝[^CN_D,^CJ_D]；机器人作业轨迹G_R的计算公式：

G_R＝^RH_DG_D＝^RH_C[^CN_D,^CJ_D]G_D

在红外成像系统下引入机器人笛卡尔坐标系(X_R,Y_R,Z_R)；所述三维模型处理模块获取作业对象的三维模型得到作业对象模型数据坐标系(u，v，w)；所述红外成像检测模块获取作业对象的成像模型并进行检测和匹配得到红外成像系统坐标系(x，y，z)；由所述作业对象模型数据坐标系(u，v，w)、笛卡尔坐标系(X_R,Y_R,Z_R)和红外成像系统坐标系(x，y，z)之间的关系得到如下公式：

其中，k为矩阵系数，f为红外系统焦距，K为旋转矩阵，T为平移矩阵，u₀和v₀均表示在红外成像系统坐标的初值，为在x方向上的红外系统焦距值，为在y方向上的红外系统焦距值，为在z方向上的红外系统焦距值。