基于海康机器视觉算法平台的对位贴合项目个人理解.docx

基于海康机器视觉算法平台的对位贴合项目个人理解扫码介入CSDN“原力方案|果汁分你一半哈哈来源|CSDN原力方案获奖作品都讲“纸上得来终觉浅绝知此事要躬行可惜咱没这条件呀没工程咱也不能干坐着呀那咱发挥主观能动性咱不是学机械的么还好还记得一点CAD的知识今天小杨讲事咱就“纸上谈兵用CAD结合公司的视觉算法平台VisionMaster来讲讲相机映射以及对位贴合的事假如有错误的地方还请各位自动化前辈多多指教毕竟网上的关于这个知识太少了。实际的消费经过中我们常常会碰到这样的情况机械手从工位一吸着对象到工位二进展贴合但是工位二我们不方便执行标定通常的做法是在工位一执行一次标定流程然后使用两点映射或四点映射把工位二的相机坐标映射到工位一的相机一中。讲起来很轻松咱没实战过呀但是咱可以模拟呀讲干就干咱开场动手吧。如上图所示咱们为了验证一般性把机械手坐标系工位一的相机1坐标系工位二的相机2坐标系画的夸大一些但是在CAD图上我们是通过旋转的方式来改变两个相机的坐标系以及机械手坐标系的夹角的事先是知道相机1坐标系X轴以及相机2坐标系X轴以及机械手坐标系X轴的夹角分别是10°以及45°。当然关于单像素精度这里是采用一比一的方式因为现实成像比这个更复杂为了方便描绘而已不影响咱的用户体验。现实场景中咱一般碰到的都是机械手末端吸盘以及末端中心不共轴的情况那这边咱就选用最通用的12点标定来求出这个旋转中心啥你不知道什么是不共轴啥是旋转中心那你out了赶紧看看这个博主的boke人家讲的很详细地址如下s:/看完了那咱继续吸盘吸着带MARK点的标定板在相机视野里面平移9次旋转3次当然尽量贴近实际对象所在的平面挪动范围尽量覆盖实际对象可能出现的范围。以X方向每次平移640.3044Y方向每次平移389.3736角度每次旋转30°使用海康的算法平台呢咱一般使用相对坐标系尽量不使用绝对坐标系。咱一般是以平移的第5点作为基准哈所以有了下列图的12点的关系和在CAD里面的坐标数据机械手的绝对坐标是可以从机械手的示教器读出来的相对坐标呢都是相对第5点的坐标哈至于像素坐标这里咱取的是标定板上的那个圆Mark点的圆心这个使用一个模板匹配位置修正圆查找工具就完事哈。由于咱是使用的CAD模拟那只能使用N点标定工具手动输入啦对应着输入就行啦如下列图可以看到输完执行之后像素精度确实是1.0由于点是完全一一对应的所以标定平移以及旋转误差都是0实际消费中这里是有标定误差值的。同时这边也算出了机械手末端中心在图像中的理论像素坐标891.371,970.815咱回到CAD图中把图纸的坐标系从机械手坐标系切换到相机1坐标系看看第五点时刻机械手的旋转中心的像素坐标是多少没错就是下列图粗红色圆圈出来的地方查看坐标发现是一致的。好啦相机1标定完成之后咱紧接着该对两个相机进展相机映射制作一个映射板上面做4个Mark点这里咱采用4个圆来模拟同样用机械手吸盘吸着映射板在相机1视野中进展拍摄记录当前机械手的位置这个地方其实是以后对象每次在相机1处的拍照位就是图中的蓝色直线交点处然后机械手进展平移咱这里只进展一个X方向平移到红色直线的交点处记录当前的机械手位置这是以为每次对象到相机2处的可以叫做贴合的基准位置但是实际上是不用建立基准的这里可以理解为以后每次在这里对对象进展偏移贴合就行明白的人一看就明白了哈。注意每次收集4个Mark点的圆心坐标在CAD里面要切换对应的坐标系圆心点也需要对应哈收集的坐标如下然后使用相机映射模块将四以及个圆心坐标对应输入进去注意对象点以及目的点的关系即可生成相机映射文件其实就是一个坐标系之间的变换矩阵如下当然咱可以使用工具翻开这个文件可以看到矩阵的参数里面包含了坐标系变换的旋转角度信息以及平移量信息这里咱尝试改变映射板在相机2中的X以及Y的位置发现自始至终旋转矩阵是不变的变化的只是平移量可见咱之前要确定机械手的两个位置的重要性否那么平移量发生变化了要自己修正旋转矩阵的平移量呀。那为了进一步加深理解这个映射的关系咱来看看这个映射关系表示的是啥呗既然是把相机2中的4点映射到相机1那么我们直接把相机2带着4个点挪动到相机1处然后来手动检验一下如下列图翻开映射文件看到映射矩阵如下CAD切换坐标系到相机1坐标系查看平移之后的相机2坐标系的原点在相机1中的坐标如下关于旋转矩阵前面我们知道两个相机坐标系分别是逆时针转10°以及顺时针转45°那么它们之间的夹角就是55°求解余弦值以及正弦值如下以及矩阵是一致的至此咱所有的准备工作都完毕了那咱就开场验证贴合呗下列图是机械手吸着实际对象进展贴合经过模拟咱用一个矩形方便描绘注意此时机械手的吸盘并没有吸到对象的中心由于咱刚刚记住了两个固定的机械手的拍照位置那么首先要做的是吸着对象到刚刚的相机1拍照位进展图像收集建立模板贴合点我们模拟的对象的十字线穿插点。然后在相机2的拍照位处假设有个目的以及对象是一样的注意此时我们只需要确保对象挪动到相机2的拍照点时目的对象的角度是一样的我们要建立一个角度基准然后对目的建模版也是选择矩形的中心作为贴合点后面做映射的时候咱就是把这个点的像素坐标映射到相机1再加上目的的旋转角度就可以算出机械手贴合需要走到的位置。那咱先看最简单的情况目的不发生角度旋转只有平移的情况目的位置相对于原始位置Y方向挪动了439.85然后切换坐标系读出当前的目的矩形中心贴合点的像素坐标为对象还是基准状态切换到相机1读出对象矩形中心点的像素坐标为以及之前映射验证一样咱把此时的目的也映射到相机1中也就是上图中的蓝色矩形的位置然后搭建如下列图的方案查看使用相机映射文件进展标定转换之后的像素坐标以及实际的CAD测量结果进展比照切换到相机1坐标系读出目的映射过来的贴合点的坐标如下可见理论计算以及实际结果是一致的然后咱们使用单点对位模块来计算贴合的偏移量输入对象以及目的对应的贴合点标定转换之后的坐标和角度偏向计算出来的贴合偏向如下发现以及之前的假设的偏移量是一致的那么此时咱可以在相机1的拍照位进展廉价然后再走之前相机映射的时候的固定偏移量去到相机2处进展贴合可以以先到相机2的拍照位然后再直接走偏移量也能实现贴合。以上模拟的是一个简单的情况目的以及对象都有角度旋转和XY方向偏移这个就当做作业留给各位看官们自己验证吧反正咱自己是验证了。当然实际消费经过更加复杂比方相机安装反了导致坐标系之间旋转了180或90机械手左右手坐标系的选择实际贴合点以及拍照得到mark点是不一样的等等问题有兴趣的可以互相讨论。本文为CSDN原力方案获奖作品扫描下方二维码介入CSDN原力方案精彩推荐开幕倒计时16天2019中国大数据技术大会BDTC即将震撼来袭豪华主席阵容及百位技术专家齐聚15场优选专题技术以及行业论坛超强干货技术剖析行业理论立体解读。6.6折票限时特惠立减1400元学生票仅599元推荐浏览AI科技大本营