[发明专利]基于视频图像的液压油缸尺寸测量和位姿估计方法及系统

权利要求书

1.基于视频图像的液压油缸尺寸测量和位姿估计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1、运输线传送：使用运输线将液压油缸在两个工序位置之间传送，并在通过成像装置时使液压油缸自转；

S2、连续成像：使用成像装置对液压油缸连续拍摄，并将获取的视频图像传输给工控机进行处理；

S3、图像测量：在工控机中使用视频图像识别算法对成像装置发送的图像进行检测，识别并测量液压缸筒、缸盖、活塞杆和液压锁各部件；

S4、速度评估：在工控机中使用视频图像识别算法对视频连续多帧图像中的液压油缸位置进行测量，计算液压油缸的移动速度；

S5、位姿评估：在工控机中使用视频图像识别算法对液压缸筒侧面的液压锁图像可见尺寸实时测量，对液压油缸的自转角度进行计算，对液压油缸的位姿进行评估；

步骤S5中液压油缸位姿的评估为测量液压油缸在运输线上的自转角度，包括如下步骤：

S51、检测液压缸筒侧面的液压锁图像可见尺寸达到最大，

S52、识别此时液压锁在液压缸筒的左侧或右侧，

S53、左侧则判定此时液压油缸自转角度为0°、右侧则为180°，

S54、推算出任意时刻的液压油缸自转角度。

2.如权利要求1所述的基于视频图像的液压油缸尺寸测量和位姿估计方法，其特征在于，步骤S3中视频图像识别算法包括如下入步骤：

S31、提取视频图像中液压油缸的外形轮廓，

S32、基于液压缸筒、缸盖、活塞杆、液压锁各部件的语义位置和几何形状对液压油缸的外形轮廓进行区分定位，

S33、基于摄像机标定信息对液压油缸及其液压缸筒、缸盖、活塞杆、液压锁各部件尺寸进行测量。

3.如权利要求1所述的基于视频图像的液压油缸尺寸测量和位姿估计方法，其特征在于，步骤S4中液压油缸移动速度的评估包括如下步骤：

S41、计算液压油缸在视频连续图像帧中的像素位移，

S42、根据摄像机标定信息将像素位移转换成实际移动距离，

S43、除以连续图像帧对应的时间差得到移动速度。

4.实现如权利要求1-3任一项所述的基于视频图像的液压油缸尺寸测量和位姿估计方法的系统，其特征在于：包括运输线、成像装置和工控机，所述运输线为链条式传送线，所述运输线上按等间距悬挂用于固定液压油缸的夹紧装置，所述夹紧装置连接液压油缸的缸盖，所述夹紧装置的末端有齿轮并绕其悬挂的中轴线旋转，所述运输线上安装有齿槽或有动力的链条，带动齿轮使悬挂的液压油缸转动；

所述成像装置由发光背景板和工业相机组成，所述发光背景板的高度大于悬挂状态下液压油缸的高度，所述发光背景板的宽度大于液压油缸自转一周所需时间中在运输线上的移动距离；

所述工控机中使用视频图像识别算法对成像装置发送的图像进行检测，识别并测量液压缸筒、缸盖、活塞杆和液压锁各部件，所述工业相机的视野覆盖整个发光背景板。