[发明专利]一种基于机器学习的飞拍图像误差预测方法

说明书

本发明公开了一种基于机器学习的飞拍图像误差预测方法，步骤一、确认设定拍摄点位数量和位姿；步骤二、初定机械臂终端速度及相机提前触发距离；步骤三、进行飞拍循环并记录数据；步骤四、参数组合；步骤五、重复试验；步骤六、模型输入；步骤七、计算误差；步骤八、离散化处理；步骤九、模型目标；步骤十、超参数优化；步骤十一、导出模型，输出预测飞拍图像误差。该飞拍图像误差预测方法通过利用机械臂终端位姿和速度、相机拍摄触发位置以及统计飞拍图像与静态相机拍摄图像像素误差，训练飞拍图像预测模型，能够基于前一个飞拍动作周期的机械臂终端信号，预测下一个循环中飞拍图像与静态拍摄图像误差，以便于快速对机械臂控制参数调整。

技术领域

本发明涉及图像误差预测的技术领域，尤其是一种基于机器学习的飞拍图像误差预测方法。

背景技术

在传统工业相机拍摄工作过程中，工业相机固定于机械臂终端，待检测工件传送至拍摄位置并由夹具夹持，机械臂将终端相机移动至定义的第一拍摄位置并暂停进行静态情况下的拍摄，之后移动至定义的第二拍摄位置并暂停，再次进行静态情况下的拍摄，直至全部定义位置完成拍摄。该过程中工业相机在每次到达拍摄位置之后均需暂停，导致整个拍摄周期时间长，效率较低。

飞拍过程中相机以一定速度进行连续拍摄，整个拍摄过程不停止运动，从而缩短拍摄周期，提高拍摄效率。但飞拍过程中机械臂控制参数设置不合理，如终端速度过大等因素，将会导致飞拍图像与静态拍摄图像误差增加。

中国专利（申请号CN202010481005.6、申请日20200530、公开号CN111510639A、公开日20200807）公开了一种飞拍控制模块、飞拍控制板、飞拍控制电路及飞拍设备，其中揭示了一种飞拍控制模块，相机为静态，工件在传送过程中，控制器根据输入的脉冲信号，先后进行拍摄触发，光源启动触发，光源关闭触发，使得光源启动触发晚于拍摄触发，让光源曝光于相机成像瞬间完成，实现动态状态下的工件拍摄。

中国专利（申请号CN202010245594.8、申请日20200331、公开号CN111586289A、公开日20200825）公开了一种高速飞拍控制方法及系统，其中揭示了一种高速飞拍控制方法，预设飞拍位置，当工件经过飞拍位置时，前后启动拍摄件和光源件，从而实现在工件动态过程中完成拍摄。

但是上述两篇专利文献中，均把工件作为运动部件，而相机保持静态，拍摄位置单一。

现有的飞拍技术中，当工件处于静态，而相机位于机械臂终端运动时，拍摄过程中相机到达每个拍摄点位时总是需要速度降至零才能拍摄到该点位的准确图像。当相机在拍摄点位处速度不为0时，需要通过长时间的调试过程来确定合理的控制参数组合，以降低飞拍图像与静态拍摄图像的误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中存在的问题，提供一种基于机器学习的飞拍图像误差预测方法，工件保持静态，相机位于机械臂终端进行运动，每个运动周期中存在10～40个拍摄点位，可以根据机械臂终端的位姿、机械臂终端的速度、相机拍摄触发位置这些信息预测飞拍图像与静态图像误差，以便对于飞拍控制参数调整。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于机器学习的飞拍图像误差预测方法，工件保持静态，相机位于机械臂终端进行运动，具体步骤是：

步骤一、确认静态拍摄点位数量和位姿：根据工件拍摄需求，进行静态拍摄点位的位置调试和姿态调试，并记录静态图像及机械臂终端的位置数据和姿态数据；静态拍摄点位是传统方法中相机速度为0时的拍摄点位，飞拍的路径点位是把静态拍摄点位作为初始值；

步骤二、初定机械臂终端速度及相机提前触发距离：设定N个机械臂终端速度和M个相机提前触发距离，N是大于1的正整数，M是大于1的正整数；从设定的N个机械臂终端速度和M个相机提前触发距离中，各个静态拍摄点位分别初定一个机械臂终端速度和一个相机提前触发距离；