正交双目视觉长轴类零件装配端位姿检测方法-哈尔滨工业大学学报.PDF

第４９卷　 第 １期 哈　 尔　 滨　 工　 业　 大　 学　 学　 报 Ｖｏｌ４９ Ｎｏ１ 　 　 ２０ １７年１月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＡＲＢＩＮ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｊａｎ． ２０１７ ＤＯＩ：１０．１１９１８／ ｊ．ｉｓｓｎ．０３６７⁃６２３４．２０１７．０１．００８ 　 　 　 　 　 　 正交双目视觉长轴类零件装配端位姿检测方法 任秉银，柴立仁，魏　 坤，李芝炳 （哈尔滨工业大学 机电工程学院，哈尔滨 １５０００１） 摘　 要：为解决非正交双目立体视觉在长轴类零件三维位姿检测中需要多个特征点进行匹配，计算量大以及视野中难以获取 整个零件的图像等问题，提出一种基于正交双目立体视觉检测长轴类零件装配端三维位姿方法． 采用光轴正交的两个相机同 时采集长轴类零件装配端的图像，分别采用亚像素法对所采得的图像进行处理，可以得到被检测长轴类零件装配端在两个相 机图像坐标系内的位置和姿态，再依据正交双目立体视觉模型对两组位置信息进行融合得到其三维位姿． 实验结果表明：利 用两个ＣＭＯＳ相机构成的正交双目立体视觉能够快速、精确检测长轴类零件装配端的三维位姿． 该方法只需要一个特征点进 行匹配，计算量小、简单易行，适用于通过机器视觉引导工业机器人进行精密长轴类零件的快速装配． 关键词：位姿检测；立体视觉；特征点；正交双目；长轴类零件 － － － 中图分类号：ＴＰ３９１ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７ ６２３４（２０１７）０１ ００６０ ０６ Ａ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ３Ｄ ｐｏｓｅ ｏｆ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｅｎｄ ｏｆ ｌｏｎｇ ｓｈａｆｔ ｐａｒｔ ｕｓｉｎｇ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｂｉｎｏｃｕｌａｒ ｓｔｅｒｅｏｖｉｓｉｏｎ ＲＥＮ Ｂｉｎｇｙｉｎ，ＣＨＡＩ Ｌｉｒｅｎ，ＷＥＩ Ｋｕｎ，ＬＩ Ｚｈｉｂｉｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５０００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏａｖｏｉｄｔｈｅｔｉｍｅ⁃ｃｏｎｓｕｍｉｎｇｍａｔｃｈｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｆｅａｔｕｒｅｐｏｉｎｔｓａｎｄｔｈｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙｉｎｇｅｔｔｉｎｇｔｈｅｆｕｌｌｐｉｃｔｕｒｅｓ ｏｆ Ｌｏｎｇ Ｓｈａｆｔ Ｐａｒｔ（ＬＳＰ） ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｉｔｓ ３Ｄ ｐｏｓｅ ｕｓｉｎｇ ｎｏｎ⁃ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｂｉｎｏｃｕｌａｒ ｓｔｅｒｅｏｖｉｓｉｏｎ，ａ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ３Ｄｐｏｓｅ ｏｆ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｅｎｄ ｏｆ ＬＳＰ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｂｉｎｏｃｕｌａｒ ｓｔｅｒｅｏｖｉｓｉｏｎ ｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ ｐｉｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｅｎｄ ｏｆ ＬＳＰ ａｒｅ ｔａｋｅｎ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｌｙ ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ ｂｙ ｔｗｏ ｃａｍｅｒａｓ ｗｈｏｓｅ ｏｐｔｉｃａｌ ａｘｅｓ ａｒｅ ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｔｏ ｅａｃｈ ｏｔｈｅｒ ａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｅｄｂｙ ｍｅｔｈｏｄｏｆ ｓｕｂ⁃ｐｉｘｅｌｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄｐｏｓｔｕｒｅｏｆ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｅｎｄｏｆ ＬＳＰ ｉｎｔｈｅｉｍａｇｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｓｙｓｔｅｍｓｏｆ ｔｗｏ ｃａｍｅｒａｓｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈ