[发明专利]一种深沟窄槽视觉检测镜头防碰撞控制方法

权利要求书

1.一种深沟窄槽视觉检测镜头防碰撞控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将内窥镜置于运动控制模块上；对内窥镜的视觉检测相机进行视觉标定；采用标定方法确定相机的内部参数和外部参数，消除相机成像畸变，确定空间物体的三维几何位置与其在图像之间的相互关系，建立相机成像的几何模型，完成标定过程；

(2)将含有待检窄槽的工件垂直放在内窥镜的正下方；运动控制模块驱动内窥镜自动检索目标窄槽，使拍摄视野内出现待检目标，以完成待检深沟窄槽的初步定位；

(3)采集深沟窄槽照片，提取图像中窄槽特征，利用像素边缘信息提取窄槽轮廓，并计算窄槽宽度；

物体发出的光经过相机的光心，成像于图像传感器或者也可以说是像平面上，如果设物体所在平面与相机平面的距离为d，物体实际高度为H，在传感器上的高度为h，焦距为f,那么有这样的关系：d/f＝h/H,H可类比为真实的窄槽宽度；

(4)得出深沟窄槽轮廓后，利用上述的镜头安全移动轨迹计算模块中的深沟窄槽中心线提取法提取中心线，再基于中心线的其中一个点作为内窥镜进入的中心定位点；

(5)在内窥镜进入深沟窄槽前设定一个内窥镜伸入点位的可信度阈值，用于判断内窥镜伸入是否会碰撞元件；

可信度阈值的计算方法包括以下步骤：

设定深沟窄槽的宽度为w、内窥半径为r，根据以上数据可得内窥镜的移动坐标的允许范围宽度m为：

m＝w-2r；

根据内窥镜的位置和允许范围宽度m的关系划分为不同等级的可信度，内窥镜位置在允许范围之外设定为不可信，在此之内设定为可信；

根据内窥镜中心位置与窄槽中心线的距离大小划分为多等级可信度，当达到设定的特定等级可信度时，即可执行进入深沟窄槽的运动操作；

(6)将深沟窄槽宽度和中心定位点的坐标信息传递到运动控制模块，运动控制模块驱动内窥镜，使其视野范围的中心与选定的窄槽中心定位点相重合，并逐渐伸入深沟窄槽中；在下降过程中，不断进行可信度评级和验证，如步骤(7)所示；

(7)根据当前的内窥镜坐标，按照步骤(5)计算得出当前可信度等级，判断内窥镜视野中心坐标是否在设定的范围之内；

(8)若判断结果为不可信，回到步骤(6)继续对位，反复进行验证和矫正；若判断结果达到设定的可信等级，内窥镜继续向下伸入深沟窄槽中，直至内窥任务完成。

2.根据权利要求1所述的深沟窄槽视觉检测镜头防碰撞控制方法，其特征在于，在步骤(4)中，提取中心线的方法包括以下步骤：

获取原图，进行图像预处理；进行阈值分割，并提取感兴趣区域；提取区域骨架；提取并显示中心线。

3.根据权利要求1所述的深沟窄槽视觉检测镜头防碰撞控制方法，其特征在于，若在伸入过程中，即将进入深沟窄槽时可信度仍判定为不可信，则启动紧急停止操作并报警，防止碰撞发生。