[发明专利]一种用于工业机械手的全自动打靶视觉系统

权利要求书

1.一种用于工业机械手的全自动打靶视觉系统，其特征在于：包括：

传输装置，精密滚珠丝杠和精密直线导轨作表示运载体的冲孔传输装置，将待冲孔的物体从一个位置运输到另一个位置；

打靶基准，以十字靶形或者圆形靶形表示基准的工件；

视觉采集模块；通过深度打靶目标图像识别方法实现打靶目标数据中心或者目标点的获取与定位；

导航模块，用于实现打靶目标数据位置的引导与移位；

控制中心，控制不同模块处于工作状态，以实现打靶视觉系统的定位、控制与引导；

校准模块，用于校准打靶目标定位时激光定位不准确，提高了定位准确率；

计算机管理系统，用于向控制中心接收或者发出不同数据指令，以提高数据信息管理能力；

显示模块，用于显示计算机管理系统处理或者显示的数据信息，以提高打靶数据信息的显示与管理能力；

其中所述计算机管理系统分别与控制中心、显示模块、视觉采集模块、机械手、导航模块和校准模块连接，所述视觉采集模块获取打靶基准的数据信息，以实现打靶基准信息的采集或者获取；

所述校准模块包括信息提取模块、滤波模块、可见度评估模块、纹理对比模块和纠偏模块，其中所述信息提取模块的输出端与滤波模块的输入端连接，所述滤波模块的输出端与可见度评估模块的输入端连接，所述可见度评估模块的输入端与纹理对比模块的输出端连接，所述纹理对比模块的输出端与纠偏模块的输入端连接；其中所述信息提取模块用于提取打靶目标图像纹理特征数据信息，所述滤波模块用于过滤提取的打靶目标图像信息中的噪音，可见度评估模块用于评估打靶目标打靶目标图像信息点，纹理对比模块用于将提取的纹理与标准模板进行对比，纠偏模块用于纠正打靶目标设置值与实际打靶偏差值；

打靶目标图像识别模块实现打靶目标数据信息识别的方法表示：

通过两个摄像机以双目立体视觉的人眼打靶目标图像识别方式实现打靶目标数据信息不同角度坐标信息的获取，进而确定要打靶的目标在空间中的位置；

设置表示打靶中心上的点，设置两个摄像机的光心表示和，相机成像平面设置表示和，点在相机上成像的点分别设置表示和，将直线和相交的点记作表示；

依据摄像机坐标系、机械手坐标系以及与打靶基准在空间中真实坐标点重合情况，将三维空间点的轴坐标表示：

（1）

式（1）中，和分别表示三维空间点在实际空间中的轴和轴的坐标，表示摄像机的焦距；

另一台摄像机上，点在轴的坐标表示：

（2）

式（2）中，和分别表示三维空间点在实际空间中的轴和轴的坐标，表示摄像机的焦距；

三维空间点在两台摄像机上轴对应的坐标点表示：

（3）

式（3）中，B表示两个摄像头光心的距离；

（4）

将公式（1）-（4）合并处理后，得出以下公式：

（5）

式（5）中，表示摄像机的焦距，成像平面之间的距离表示三维信息中的深度信息，将三维空间的点与成像平面之间的距离之间的关系通过视差表示，将三维空间点通过空间范围内的坐标点和联系起来，进而获取打靶目标物体在三维空间中的坐标，从而计算出两个摄像机与打靶目标中心点之间的距离；

校准模块实现校准的方法表示：

提取打靶目标图像信息的纹理特征，并滤除提取到的数据信息值，通过过滤后的打靶目标图像信息输出函数表示：

（6）

式（6）中，表示滤除提取到的数据信息值的滤波器的中心频率，表示摄像机的焦距，表示影响测量摄像机焦距的参数，表示方向带宽确定参数，提取到的打靶目标图像纹理特征函数为：

（7）

公式（7）中，表示提取到打靶目标图像的纹理特征图，表示在尺度下打靶目标图像的纹理特征图，表示压缩后可见度打靶目标图像纹理的处理结果；

压缩后打靶目标图像可见度函数表示为：

（8）

式（8）中，表示压缩后打靶目标图像像素灰度平均值，表示压缩后打靶目标图像视觉常数，表示压缩后打靶目标图像窗口大小，表示位置下压缩后打靶目标图像像素的灰度值；

对比数据函数表示为：

（9）

式（9）中，表示提取打靶目标图像信息的局部亮度，表示提取打靶目标图像信息局部背景亮度，表示打靶目标图像高频分量，表示摄像机的焦距。