[发明专利]基于合模线和壁厚分布特征的吹塑件焊接位姿匹配方法

权利要求书

1.一种基于合模线和壁厚分布特征的吹塑件焊接位姿匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)连续多帧图像输入；

步骤2)基于合模线和壁厚分布特征的吹塑件特征点匹配；

步骤2.1)提取输入图像中的合模线特征；

步骤2.2)基于高斯下采样提取合模线上的特征点；

步骤2.3)基于特征点法进行帧间估计；

步骤2.4)基于壁厚分布特征进行匹配跟踪；

步骤2.5)基于ORB-SLAM2进行误匹配剔除；

步骤3)相机位姿估计的数据输出。

2.根据权利要求1所述的基于合模线和壁厚分布特征的吹塑件焊接位姿匹配方法，其特征在于，所述步骤2.1)包括：

步骤2.1.1)基于LSD提取特征图像中的合模线特征；

步骤2.1.2)基于射线式回归获取径向壁厚分布特征。

3.根据权利要求2所述的基于合模线和壁厚分布特征的吹塑件焊接位姿匹配方法，其特征在于，所述步骤2.1.1)包括：

(1)通过高斯采样将拍摄的图像的尺寸缩小15％，减弱图中的锯齿效应；

(2)对图像中每一点计算其梯度值与梯度方向；

(3)对梯度进行排序；

(4)对小梯度值进行抑制；

(5)将梯度方向相近的像素点进行联合，生成直线支持区域；

(6)形成矩形包络；

(7)采用NFA不确定的有穷自动机算法计算出直线；

(8)筛选出直线并拟合出吹塑件的合模线，提取特征图像中上箱体与下箱体分离处的合模线为A¹(x,y)。

4.根据权利要求2所述的基于合模线和壁厚分布特征的吹塑件焊接位姿匹配方法，其特征在于，所述步骤2.1.2)包括：使用在线偏心壁厚检测系统X-RAY2000，通过两个轴向上的瞬间曝光成像技术，在很短的时间内获得吹塑焊接件的壁厚，经过多次拍摄可以获得吹塑焊接件的整体壁厚分布曲线B(x,y)。

5.根据权利要求1所述的基于合模线和壁厚分布特征的吹塑件焊接位姿匹配方法，其特征在于，所述步骤2.2)包括：设高斯金字塔有N层，从塔底到塔顶中第l层高斯金字塔的合模线A^l(x,y)可以表示为：

其中，(x,y)为高斯金字塔合模线上的像素点，为高斯滤波窗口函数；0≤a≤h，0≤b≤w；h_l,w_l分别是第l层高斯金字塔图层的高和宽，每层高斯金字塔图层的高和宽是不同的。

6.根据权利要求5所述的基于合模线和壁厚分布特征的吹塑件焊接位姿匹配方法，其特征在于，所述步骤2.2)具体包括以下步骤：

步骤2.2.1)计算金字塔顶层合模线上的各像素点A^N(x,y)的横向梯度和纵向梯度

其中，横向梯度为合模线A^N(x,y)对x方向求偏导，纵向梯度为合模线A^N(x,y)对y方向求偏导；像素(x,y)是最小处理单元；

步骤2.2.2)计算每个像素点的Q矩阵；

利用步骤2.2.1)求得的横向梯度和纵向梯度表示矩阵Q为：

其中，ζ(x,y)为高斯滤波窗口函数；计算矩阵Q的特征值记为λ₁,λ₂；若满足min{λ₁,λ₂}≥δ₀，则会得到角点，并标记相应位置；其中δ₀为临界阈值，x,y分别为小于临界阈值合模线的像素点横坐标和纵坐标；将获得角点位置数据集记为Ω，Ω＝{(x_k,y_k)|k＝1,2,...,n₁}；其中，x,y是当前像素点位置的索引；n₁为角点数。