[发明专利]高精度2D相机坐标系和机械坐标系转换关系的计算方法

说明书

本申请提供一种高精度2D相机坐标系和机械坐标系转换关系的计算方法，获取相机坐标系下不同预设位置的待处理靶标图像；遍历待处理靶标图像中的二维码；当二维码的个数大于等于一时，选距相机坐标系中心点最近的二维码为目标二维码；提取目标二维码的信息；确定待处理靶标图像中所有角点的全局靶标坐标；根据全局靶标坐标系确定不同预设位置的待处理靶标图像中的共有角点集；对共有角点集进行筛选，确定最终共有角点集；根据最终共有角点集对应的相机坐标和机械坐标，建立相机坐标系和机械坐标系的转换关系。通过对待处理靶标图像中最终共有角点的提取，获取较多的样本数量，提高相机坐标系和机械坐标系的转换关系的精度，降低了转换时间。

技术领域

本申请涉及工业视觉领域，尤其涉及一种高精度2D相机坐标系和机械坐标系转换关系的计算方法。

背景技术

在工业视觉领域中，相机标定是进行检测、测量、组装等过程的重要前提之一，通过相机标定，能够计算出相机的内外参数，建立相机坐标系和机械坐标系之间的关系，在相机坐标系和机械坐标系共面、相机坐标系和机械坐标系均为垂直坐标系的条件下，相机坐标系和机械坐标系之间只存在旋转、缩放和平移的关系；从而对产品的尺寸、缺陷、位置等进行测量和检测，实现自动化生产。

通过选择实际的产品的标记点作为固定特征进行相机标定，通过机械机构抓取含有固定特征的实际产品在相机视野下进行一定步数(N＝3)的运动，通过视觉算法识别并定位固定特征，从而得到N组图像坐标和与之对应的N组机械坐标，进而得到相机坐标系和机械坐标系的关系。

然而，实际产品中固定特征定位、实际产品的成像质量、固定特征抓取的精确度和少量的样本数量对于相机标定均有影响，甚至在有些情况下，实际产品会移动出相机视野范围，导致相机标定过程失败，降低相机标定精度和效率，进而建立相机坐标系和机械坐标系之间的关系也不准确。

发明内容

本申请提供了一种高精度2D相机坐标系和机械坐标系转换关系的计算方法，以解决相机标定过程中实际产品作为目标的获取不准确，导致相机标定失败或者精度低的技术问题。

为了达到上述目的，本申请实施例采用以下技术方案：

第一方面，提供一种高精度2D相机坐标系和机械坐标系转换关系的计算方法，所述方法包括：

获取相机坐标系下不同预设位置的待处理靶标图像，所述预设位置包含相机坐标系下至少三个点的集合；

遍历所述待处理靶标图像中的二维码；

当所述二维码的个数大于等于一时，选距离所述相机坐标系中心点最近的二维码为目标二维码；

提取所述目标二维码的信息，所述目标二维码的信息包括位置信息和文本信息；

根据所述目标二维码的信息，确定所述待处理靶标图像中所有角点的全局靶标坐标；

根据所述全局靶标坐标系确定所述不同预设位置的待处理靶标图像中的共有角点集；

对所述共有角点集进行筛选，确定最终共有角点集；

根据最终共有角点集对应的相机坐标和机械坐标，建立所述相机坐标系和机械坐标系的转换关系。

在一种可能的方式中，所述目标二维码的信息包括位置信息和文本信息；

所述位置信息包括所述二维码的中心在所述相机坐标系下坐标、所述二维码是否镜像、所述二维码的角度；

所述文本信息为所述二维码的内容，包括所述待处理靶标图像中黑白格的尺寸、二维码的原点处对应原点角点的全局靶标坐标。

在一种可能的方式中，所述预设位置在相机坐标系下至少三个点包括位于所述相机坐标系中心点；

在所述相机坐标系中心点获取的所述待处理靶标图像为中心待处理靶标图像；