[发明专利]一种自动化弯管几何形态检测方法

权利要求书

1.一种自动化弯管几何形态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、使用机械臂末端夹爪夹持待测弯管，按照规划的路径将所述待测弯管移动到测量位置；

S2、控制多个相机分别采集所述待测弯管圆柱不同位置的图像，以得到多个离散的待测弯管圆柱不同位置在相机坐标系下的三维点数据；

S3、根据步骤S2得到的三维点数据进行几何特征计算，得到所述待测弯管参数化管型数据，具体包括：对步骤S2中得到的离散的待测弯管圆柱的三维点数据，通过已知的多个相机光线拟合空间圆柱，继而延伸获得整个待测弯管圆柱的三维点数据；其中，每个相机的光线分别与待测弯管圆柱面相切；

步骤S3还包括：对所述管型数据进行几何分析，通过斜率信息计算生成所述待测弯管的折线三维数据；

S4、利用标定结果，将步骤S3中得到的所述待测弯管的参数化管型数据和折线三维数据从所述相机坐标系转换为机械臂坐标系，得到所述待测弯管在所述机械臂坐标系下的参数化模型。

2.根据权利要求1所述的一种自动化弯管几何形态检测方法，其特征在于，所述步骤S1中的所述规划的路径的规划方法包括：

使用机械臂示教器规划自动化测量过程中的路径，其中，所述路径包括以下至少之一：送料路径、测量位置、出料路径。

3.根据权利要求1所述的一种自动化弯管几何形态检测方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

采用多目相机标定技术对所述多个相机的内、外参数进行解算，完成所述多个相机三维坐标系的标定；

利用所述多个相机中的各个相机分别采集所述待测弯管圆柱不同位置的图像。

4.根据权利要求1所述的一种自动化弯管几何形态检测方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：

对所述多个相机中的各个相机采集的图像进行去噪处理；

使用多目摄影测量技术解算得到多个离散的中心点数据。

5.根据权利要求1所述的一种自动化弯管几何形态检测方法，其特征在于：步骤S4包括：

采用手眼标定技术，得到所述相机坐标系与所述机械臂坐标系之间的转换矩阵；

利用所述转换矩阵将整个待测弯管的管型数据从所述相机坐标系转换为所述机械臂坐标系。

6.根据权利要求1所述的一种自动化弯管几何形态检测方法，其特征在于,在所述步骤S2中，基于多目摄影测量技术，通过多个相机采集所述待测弯管圆柱不同位置的图像，然后利用空间圆柱拟合方法，通过已知的多个相机光线拟合空间圆柱，继而延伸获得整个待测弯管圆柱的三维点数据。

7.一种用于自动化弯管几何形态检测的检测系统，用于执行权利要求1-6任一项所述的检测方法，其特征在于,包括机械手、由多个相机构成的多目摄影测量装置，所述机械手的末端夹爪夹持待测弯管并带动待测弯管按规划的路径运动，多目摄影测量装置中各个相机分别从不同角度采集待测弯管的图像，各个相机分别与外部计算机数据通讯连接，由外部计算机接收各个相机采集的图像数据并进行处理；

所述处理包括：通过各个相机分别从不同角度采集的待测弯管的图像，得到多个离散的待测弯管圆柱不同位置在相机坐标系下的三维点数据；根据得到的三维点数据进行几何特征计算，得到所述待测弯管参数化管型数据；通过对所述管型数据的几何分析，计算生成所述待测弯管的折线三维数据；利用标定结果，将得到的所述待测弯管的参数化管型数据和折线三维数据从相机坐标系转换为机械臂坐标系，得到所述待测弯管在机械臂坐标系下的参数化模型。