申请/专利权人：沈阳智能机器人创新中心有限公司;沈阳智能机器人国家研究院有限公司;中国科学院沈阳自动化研究所

申请日：2020-03-17

公开（公告）日：2024-05-07

公开（公告）号：CN113409395B

主分类号：G06T7/80

分类号：G06T7/80;G06T7/70;G06T7/62;G06T7/30;G06F17/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.07#授权;2021.10.08#实质审查的生效;2021.09.17#公开

摘要：本发明涉及一种导管管端高精度检测定位方法。其步骤为:首先对双目视觉系统进行内外参数标定，然后对导管图像进行同步采集,将采集后的图像进行图像处理得到导管管端投影亚像素边缘，借助于极线约束和顺序一致性约束，求出边缘点的三维空间点坐标，然后分析空间圆透视投影数学模型，建立目标函数，对目标函数进行优化，最终求得精确的管端三维空间点。本发明方法有效地考虑了导管管端投影的数学模型，减小了因管端圆的透视投影形状畸变引起的测量误差，测量精度高，效率高，为实现导管制造过程中无应力装配奠定基础。

主权项：1.导管管端高精度检测定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对工业相机进行多目视觉标定，得到相机的内参数、外参数；所述内参数为从工业相机坐标系到图像坐标系的变换矩阵采用二维柔性靶标对每个工业相机的内参数进行标定；所述外参数为相机坐标系到世界坐标系的变换矩阵，通过旋转矩阵R和平移矩阵T实现；世界坐标系用于之后的实际控制点坐标输出；步骤2：同步触发相机1和相机2分别采集2幅原始导管端面图像；步骤3：对上述两幅图像分别进行亚像素精度处理，分别获取导管端面投影椭圆的边缘坐标；步骤4：根据相机的内外参数、极线约束和顺序一致性规则，找到其中一个导管端面投影椭圆的边缘坐标在另一幅图像中的对应匹配点；步骤5：利用标定好的双目视觉之间的空间位置关系，借助立体视觉三维测量模型，重建所有匹配点的三维空间坐标点云；所述重建的三维空间坐标点云表示为： 其中，xi,yi,zi为重建出的三维空间坐标点pi的坐标，X1i,Y1i为相机1下的一个图像边缘点li坐标，X2i,Y2i为相机2下的一个图像边缘点qi坐标，fm、fn分别为相机1和相机2的焦比，相机1和相机2之间的变换矩阵R12为 因此r1,r2,r3,r7,r8,r9,t1,t2,t3为变换矩阵R12的参数值；步骤6：对匹配点的三维空间坐标点云，利用Ransac算法剔除离群点，利用剩余的点作为点云拟合圆的初始值；步骤7：建立点云拟合圆的目标函数，目标函数包括：点云上所有点距离点云拟合圆所构成的平面之间的距离和点云上所有点距离点云拟合圆心的距离；所述目标函数f如下所示： 其中，n为点云包含的点个数，a0,b0,c0,d0为拟合圆所在平面的法向量，x0,y0,z0为点云上所有点的质心，xi,yi,zi为点云上任意一点，r0为拟合圆的半径；步骤8：对点云拟合圆的目标函数进行线性化处理；步骤9：利用最小二乘法计算使目标函数为零时的拟合空间圆作为导管端面的定位。

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