[发明专利]基于自动形状拟合的立体视觉定位机械臂抓取系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于自动形状拟合的立体视觉定位机械臂抓取系统及方法，其中系统包括：双目图像采集模块、上位机图像处理模块和机械臂运动模块；双目图像采集模块用于实时采集含有目标物体的图像，并将含有目标物体的图像传输至所述上位机图像处理模块；上位机图像处理模块用于对含有目标物体的图像进行图像处理；机械臂运动模块用于接收数字图像处理模块计算得出的目标物体的空间位置坐标，实现机械臂的抓取动作。本系统通过HSV自动阈值分割和基于Hu矩的形状拟合改进了利用目标物体表面形心作为特征点的双目立体视觉定位方法，具有在不同光照条件下测量鲁棒性高、自动阈值化参数寻优、构造简单、成本低的特点。

主权项

1.一种基于自动形状拟合的立体视觉定位机械臂抓取系统，其特征在于，包括：双目图像采集模块、上位机图像处理模块和机械臂运动模块；所述双目图像采集模块用于实时采集含有目标物体的图像，并将所述含有目标物体的图像传输至所述上位机图像处理模块；所述上位机图像处理模块用于对所述含有目标物体的图像进行图像处理，所述上位机图像处理模块进一步包括数字图像处理模块和HSV阈值化参数调节模块；所述HSV阈值化参数调节模块用于设定HSV阈值化参数，所述HSV阈值化参数包括初始上下限、寻优步长和最优阈值查找范围；所述数字图像处理模块用于对所述含有目标物体的图像进行处理，包括图像预处理单元、HSV自动阈值分割单元、形态学滤波单元、基于Hu矩的形状拟合单元、几何图形形心计算单元、以及双目立体视觉重投影单元；所述基于Hu矩的形状拟合单元用于还原所述目标物体的实际形状，采用多个Hu矩作为几何形状的特征，形成多种几何形状模板；将所述目标物体的实际形状与所述多种几何形状模板进行图像匹配，计算所述目标物体的实际形状与所述多种几何形状模板的Hu矩的相似度，使用Hu矩特征最为相似的几何形状模板对所述目标物体的实际形状进行拟合；所述机械臂运动模块用于接收所述数字图像处理模块计算得出的所述目标物体的空间位置坐标，实现机械臂的抓取动作。