[发明专利]一种合模机的视觉定位方法、系统和存储介质

权利要求书

1.一种合模机的视觉定位方法，其特征在于，该方法包括步骤：

步骤100，对双目相机进行标定，获得相机的内外参数；

步骤200，利用所述双目相机拍摄一组数字灰度图像对I_l和I_r；

步骤300，对图像I_l和I_r进行校正，并进行边缘检测，得到边缘图像I′_l和I′_r；

步骤400，获得目标的投影图像，利用投影图像匹配识别场景中的目标，得到图像I′_l和I′_r中目标的像素坐标，分别记为(x_l,y_l)和(x_r,y_r)，两横坐标之差记为视差d，d＝x_l-x_r；

步骤500，对像素级视差d补偿从而获得高精度的亚像素视差d′；

步骤600，利用相机标定得到的坐标映射矩阵K以及亚像素视差d′，得到目标物体的笛卡尔坐标；

所述步骤400进一步包括：

步骤401，建立目标物体三维空间模型并利用光学几何原理获得相应的投影图像；

步骤402，以投影图像为模板，在图像I′_l和I′_r中进行归一化相关匹配得到匹配代价矩阵，分别搜索两个匹配代价矩阵的最大值位置，分别记为(x_l,y_l)和(x_r,y_r)，记两横坐标之差为视差d，d＝x_l-x_r；

所述步骤500进一步包括：

步骤501，截取图像I′_l和I′_r中的特征区域Roi_l和Roi_r，旋转Roi_l180度，分别建立两个尺寸为(2M-1,2N-1)的零矩阵Roi′_l和Roi′_r，特征区域Roi_l和Roi_r位于矩阵Roi′_l和Roi′_r的左上角，利用快速傅里叶变换转换至频域，得到频谱图像F_l和F_r；

步骤502，将频谱图像F_r中每个频谱成分F_r(k_m,k_n)乘以一个相移因子得到新的频谱成分F′_r(k_m,k_n)，其中k_m＝0,1,...,M-1和k_n＝0,1,...,N-1分别为X和Y方向的波数，M和N分别为特征区域在X和Y方向上的尺寸，x₀,y₀分别为在X和Y方向的偏移量，-1＜x₀＜1，-1＜y₀＜1；

步骤503，使F_l、F_r相乘得到相关矩阵C₀的频谱，使F_l、F_r′相乘得到相关矩阵C₁的频谱，利用傅里叶反变换得到相关矩阵C₀、C₁，对比两矩阵中最小值的位置(C_x,C_y)，若坐标(C_x,C_y)在矩阵C₀中，记视差补偿量为(d_x,d_y)＝(C_x-M+1,C_y-N+1)，坐标(C_x,C_y)在矩阵C₁中，则记视差补偿量为(d_x,d_y)＝(C_x-x₀-M+1,C_y-y₀-N+1)，对像素级视差d进行补偿修正，得到亚像素视差d′，d′＝d+d_x；

所述步骤600进一步包括：

将相机标定得到的坐标映射矩阵K，乘以齐次坐标向量(x_l,y_l,d′,1)^T，得到目标齐次坐标(X,Y,Z,W)^T，转换后得到目标物体的笛卡尔坐标(x,y,z)^T＝(X/W,Y/W,Z/W)^T。