一種基于四點對目標(biāo)相機進(jìn)行定位的相機定位裝置及方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于四點對低位相機行定位的相機定位裝置，包括高位相機、低位相機、激光模組；高位相機位置固定不動且相機鏡頭垂直朝下，低位相機設(shè)置在高位相機下方，低位相機可在水平面內(nèi)沿X、Y兩方向平移并始終保持在高位相機視野范圍內(nèi)，低位相機鏡頭垂直朝下；低位相機的鏡頭外圈上固定安裝有相機外圈，激光模組固定于相機外圈上。由于高位相機固定，高位相機在整幅圖像的坐標(biāo)系內(nèi)位置不變；低位相機的定位由“四點定位法”完成。本發(fā)明專利技術(shù)通過硬件的改善減少程序冗余，使得程序和算法更為簡單易行，出錯率低。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種基于四點對目標(biāo)相機進(jìn)行定位的相機定位裝置及方法
本專利技術(shù)屬于機器視覺及圖像處理算法領(lǐng)域，具體涉及一種基于四點對目標(biāo)相機進(jìn)行定位的相機定位裝置。
技術(shù)介紹
目前，基于機器視覺進(jìn)行定位的各類系統(tǒng)或算法屢見不鮮。但多數(shù)都是通過標(biāo)定板對攝像機進(jìn)行標(biāo)定，而后通過識別特定定位點來定位。僅靠軟件上的分析處理在復(fù)雜圖像中識別出特定物體并不容易，用于識別移動目標(biāo)更是不高效。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是通過一種基于四點對目標(biāo)相機進(jìn)行定位的相機定位裝置，通過硬件的改善減少程序冗余，使得程序和算法更為簡單易行，出錯率低。本專利技術(shù)的目的是通過以下方案實現(xiàn)的：一種基于四點對低位相機進(jìn)行定位的相機定位裝置，包括高位相機、低位相機、激光模組；高位相機位置固定不動且相機鏡頭垂直朝下，低位相機設(shè)置在高位相機下方，低位相機可在水平面內(nèi)沿X、Y兩方向平移并始終保持在高位相機視野范圍內(nèi)，低位相機鏡頭垂直朝下；低位相機的鏡頭外圈上固定安裝有相機外圈，激光模組固定于相機外圈上。進(jìn)一步地，所述相機外圈由鋁合金材料加工而成，且相機外圈陽極表面進(jìn)行氧化發(fā)黑處理，以防止產(chǎn)生光的反射。進(jìn)一步地，所述高位相機用于識別整幅圖像，高位相機視野圖像為整幅圖像，且高位相機視野內(nèi)包含低位相機以及由固定在低位相機外圈的激光模組發(fā)射出的四個激光點；所述低位相機視野圖像為高清局部圖像。本專利技術(shù)同時提供一種基于四點對低位相機行定位的相機定位裝置的相機定位方法，所述高位相機拍攝識別整幅圖像，由于高位相機固定，高位相機在整幅圖像的坐標(biāo)系內(nèi)位置不變；低位相機的定位由“四點定位法”完成。進(jìn)一步地，所述“四點定位法”的過程為：四個激光點由低位相機外圈上的激光模組發(fā)出，且在投影坐標(biāo)系內(nèi)四個激光點與低位相機的相對位置不變；高位相機采集帶有四個激光點的圖像，而后讀取示例圖片，對圖片上的點按照順序一一識別中心坐標(biāo)，再調(diào)用Halcon機器視覺處理軟件的算子affine_trans_contour_xld，通過仿射原理在已知周圍四個激光點坐標(biāo)的情況下求出低位相機中心點位置。本專利技術(shù)由高位相機拍攝整體圖像(大)，低位相機識別局部精細(xì)圖像，需要識別出低位相機在整體圖像(大)中的位置，則通過硬件的改善減少程序冗余，使得程序和算法更為簡單易行，出錯率低。附圖說明圖1為本專利技術(shù)整體結(jié)構(gòu)原理圖圖2為本專利技術(shù)所述低位相機軸測圖圖3為本專利技術(shù)所述低位相機另一方向軸測圖圖4為本專利技術(shù)相機定位及圖像處理整體流程圖圖5為halcon機器視覺處理軟件相機進(jìn)行四點定位法流程圖圖6為圖像處理示例圖片圖7為圖6示例圖片進(jìn)行圖像處理后的實時圖片圖中：1-高位相機，2-低位相機，3-激光模組，4-高位相機視野，5-低位相機視野，6-低位相機在高位相機投影圖像坐標(biāo)系中的位置，7-激光點投影具體實施方式以下結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本專利技術(shù)的技術(shù)方案：如圖1至圖3所示，一種基于四點對低位相機行定位的相機定位裝置，包括高位相機1、低位相機2、激光模組3；高位相機1位置固定不動且相機鏡頭垂直朝下，低位相機2位于高位相機1下方，低位相機2可在水平面內(nèi)沿X、Y兩方向平移并始終保持在高位相機視野4范圍內(nèi)，低位相機2鏡頭也垂直朝下；低位相機2上安裝有相機外圈，激光模組3固定于相機外圈上。相機外圈根據(jù)相機尺寸設(shè)計，通過頂絲固定在相機鏡頭的外圈。相機外圈由鋁合金材料加工而成，且相機外圈陽極表面進(jìn)行氧化發(fā)黑處理，以防止產(chǎn)生光的反射。高位相機1用于識別整幅圖像，高位相機視野4為整幅圖像，高位相機視野4內(nèi)包含低位相機2以及由低位相機外圈激光模組3發(fā)射出的四個激光點7；低位相機視野5圖像為高清局部圖像。四個激光點的來源是低位相機2外圈上的激光模組3。必須要保證四個激光點固定不動，即四個激光點相對于低位相機2沒有相對位置變化。光源選取LED光源，目前選取0806LED燈珠12個，依據(jù)實際情況可以添加至30個。激光模組與LED光源一同焊接在一塊PCB板上，PCB板固定在特制的相機外圈上。如圖4所示，本專利技術(shù)中基于四點對目標(biāo)相機進(jìn)行定位的相機定位裝置的整體工作流程為：高位相機1拍攝識別整幅圖像，低位相機2拍攝識別局部高清圖像。高位相機1固定，即高位相機1在整幅圖像投影坐標(biāo)系內(nèi)位置不變，低位相機2可以在水平面內(nèi)平移(向XY兩方向平移)。控制系統(tǒng)需得知低位相機2的位置坐標(biāo)，方能進(jìn)行其他實驗操作。低位相機2的定位由“四點定位法”完成。四個激光點由低位相機外圈上的紅光激光模組發(fā)出，且無論低位相機距離地面高度變化與否，四個激光點與低位相機的相對位置不變。高位相機采集帶有四個紅色激光點的圖像，經(jīng)Halcon軟件讀取處理，進(jìn)行圖像減法、灰度、閾值分析等得到四個激光點清晰的圖片。而后讀取示例圖片，對圖片上的點按照順序一一識別中心坐標(biāo)，實際上也獲得了中心點與周圍四點的位置關(guān)系。調(diào)用算子affine_trans_contour_xld，算子通過仿射原理在已知周圍四點坐標(biāo)的情況下求出低位相機中心點位置。根據(jù)halcon機器視覺處理軟件自帶算子提供的便利條件，應(yīng)用位置固定不變的四點對相機進(jìn)行定位。“四點定位法”，即通過識別圖像中的四個點的位置來定位目標(biāo)點(第五個點)。本專利技術(shù)中，四個激光點位于目標(biāo)點周圍，固定不動，僅需有明確的縱坐標(biāo)差別即可。在低位相機平動沒有相對轉(zhuǎn)動的前提下，四個激光點相對于低位相機中心坐標(biāo)的相對位置不變，根據(jù)仿射原理，兩個向量空間之間的一個仿射變換，由一個線性變換加一個平移組成。本專利技術(shù)所應(yīng)用的是一種二維坐標(biāo)到二維坐標(biāo)之間的線性變換，保持二維圖形的“平直性”和“平行性”。體現(xiàn)在halcon機器視覺處理軟件中，用的是算子：affine_trans_contour_xld。圖5為halcon機器視覺處理軟件工作流程圖，其中圖像預(yù)處理階段也由Halcon軟件完成，通過分析灰度值等手段識別出實時圖片中的四個激光點，如圖7所示。接下來先就示例圖片進(jìn)行操作，此操作類似于試教，將示例圖片(如圖6所示)中五點按1-5的順序分別識別各點中心坐標(biāo)；再讀取處理過的實時圖片(如圖7所示)，按照1-4順序分別識別各點中心坐標(biāo)，而后調(diào)用算子affine_trans_contour_xld，通過仿射原理計算出第五點坐標(biāo)，即低位相機中心坐標(biāo)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種基于四點對低位相機進(jìn)行定位的相機定位裝置，其特征在于，包括高位相機、低位相機、激光模組；高位相機位置固定不動且相機鏡頭垂直朝下，低位相機設(shè)置在高位相機下方，低位相機可在水平面內(nèi)沿X、Y兩方向平移并始終保持在高位相機視野范圍內(nèi)，低位相機鏡頭垂直朝下；低位相機的鏡頭外圈上固定安裝有相機外圈，激光模組固定于相機外圈上。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于四點對低位相機進(jìn)行定位的相機定位裝置，其特征在于，包括高位相機、低位相機、激光模組；高位相機位置固定不動且相機鏡頭垂直朝下，低位相機設(shè)置在高位相機下方，低位相機可在水平面內(nèi)沿X、Y兩方向平移并始終保持在高位相機視野范圍內(nèi)，低位相機鏡頭垂直朝下；低位相機的鏡頭外圈上固定安裝有相機外圈，激光模組固定于相機外圈上。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于四點對低位相機進(jìn)行定位的相機定位裝置，其特征在于，所述相機外圈由鋁合金材料加工而成，且相機外圈陽極表面進(jìn)行氧化發(fā)黑處理，以防止產(chǎn)生光的反射。3.如權(quán)利要求1所述的一種基于四點對低位相機進(jìn)行定位的相機定位裝置，其特征在于，所述高位相機用于識別整幅圖像，高位相機視野圖像為整幅圖像，且高位相機視野內(nèi)包含低位相機以及由固定在低位相機外圈的激光模組發(fā)射出的四個激光點；所...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曲琳，曹國華，丁紅昌，趙長福，
申請(專利權(quán))人：長春理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：吉林,22