[发明专利]基于色标块的视觉实时测量方法

权利要求书

1.一种利用色标块的实时视觉测量方法，其特征在于，该方法包括步骤如下：

步骤S1：在机器人的背部上方设有一个已知尺寸的色标块；

步骤S2：以单摄像机采集色标块的色标图像；

步骤S3：跟踪色标块的三点，所述三点是中心点、一条长边中点和一条短边中点，确定色标块图像区域；

步骤S4：对色标图像按照设定的间隔和方向扫描处理，获得具有亚像素精度的边缘点；

步骤S5：将亚像素精度的色标块边缘点经最小二乘拟合，获得四条边缘直线；

步骤S6：求四条边缘直线的交点，获得四个顶点的图像坐标；

步骤S7：计算色标块新的中心点、新的一条长边中点和新的一条短边中点；

步骤S8：利用n点透视算法，求取机器人位姿；

步骤S9：利用正交迭代算法对机器人位姿进行优化，得到机器人的姿态矩阵正交的位姿，循环测量则返回S3，单次测量则结束。

2.如权利要求1所述利用色标块的实时视觉测量方法，其特征在于，获得具有亚像素精度的边缘点的步骤如下：

步骤S41：在步骤S3确定的色标块图像区域内，按照设定间隔和方向快速扫描边缘点，获得对应于色标块四条边缘的四组边缘点；

步骤S42：针对四组边缘点，利用随机采样一致性方法去除偏差较大的噪声点，获得四组有效边缘点；

步骤S43：针对四组有效边缘点，利用最小二乘拟合出四条边缘直线；

步骤S44：针对四条边缘直线分别进行坐标变换，依次使得各条边缘为纵坐标轴；

步骤S45：分别针对为纵坐标轴的各条边缘上的有效边缘点，求取具有亚像素精度的边缘点。

3.如权利要求2所述利用色标块的实时视觉测量方法，其特征在于，所述亚像素精度的边缘点采用如下公式求取：

μ=x2+x1+2x04-σ2ln(I0/I1)4(x1-x0)-σ2ln(I0/I2)4(x2-x0),]]>

其中，μ为具有亚像素精度的边缘点，x₀为原边缘上一点的横坐标，x₁为原边缘上外侧距离一个像素点的横坐标，x₂为原边缘上外侧距离两个像素点的横坐标，σ为预先统计获得的摄像机成像的近似高斯分布方差，I₀为对应于x₀的原边缘上一点的像素灰度值，I₁为对应于x₁的原边缘外一点的像素灰度值，I₂为对应于x₂的原边缘外一点的像素灰度值。