[发明专利]基于单目相机的焊点深度测量方法、系统及介质

说明书

本发明提供了一种基于单目相机的焊点深度测量方法、系统及介质，包括：全局坐标系建立步骤：在地面设定位置建立全局坐标系；单目相机内外参数标定步骤：在确定位置放置棋盘格，根据每个控制点的坐标与该控制点在单目相机像平面中的成像点像素坐标之间的线性变换关系，标定出单目相机的内外参数；序列图像采集步骤：机械手带动单目相机做设定轨迹的运动，单目相机在运动过程中采集序列图像；焊点参数信息获取步骤：得到图像中所有焊点的中心位置和焊点的圆弧；焊点深度获取步骤：抽取含有同一焊点的两幅图像，获取焊点深度信息。所述焊点深度信息能够指导点焊工艺的焊接过程。本发明能够节省物理硬件开销，且处理方法更加准确。

技术领域

本发明涉及工业视觉检测领域，具体地，涉及一种基于单目相机的焊点深度测量方法、系统及介质，尤其是一种适用于白车身焊点机器视觉检测方法。

背景技术

汽车行业中的白车身点焊由于其焊接牢固，成本低而被广泛采用。点焊的检测关系到消费者的人身安全，其重要性不言而喻。超大批量生产的汽车，对点焊检测的需求大，传统的依靠人眼检测具有主观性、人易疲劳且受经验依赖性大，还有对人员的管理和开销问题。于是工业相机用于焊点检测被自然而然地成为人们努力突破的方向。焊点的7大缺陷类型中，压痕过深和压痕过浅就占据了两个席位。可见焊点的深度对于判定焊点是否合格有重要作用。要得到深度信息，目前采用的主要方法有三种：结构光；双目视觉；激光三角法。其中激光设备的成本较高，并不适合大规模使用。结构光三维扫描仪，必须有结构光源发射头，还要至少2个相机来拍摄，所以其尺寸难以做小。双目视觉三维扫描仪，顾名思义，必然要有两个相机的位置。而白车身上有众多复杂弧面，尤其是凹弧，对于结构光和双目视觉这样体型较大的硬件设备会产生死角。即使通过精巧的拍摄距离和角度设置看待了死角，而这个设置过程也会花费大量工时。而采用小巧灵活的单目工业相机，一般只能拍到二维的图像，不能得到图像的深度。常用的做法是通过二维图像来推断出三维，比如Shapefrom shading。但这种方法准确性不够，一般用来做定性分析，而不能做定量测量。而且它对光照和物理本身的表面特性敏感，容易产生较大误差。

专利文献CN106447766B公开了一种采用单目相机获取深度信息的方法，但它是通过激光照射在目标点上来关联两帧图像。在处理方法的准确度上仍然有待提高的空间。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于单目相机的焊点深度测量方法、系统及介质。

根据本发明提供的一种基于单目相机的焊点深度测量方法，包括：全局坐标系建立步骤：在地面设定位置建立全局坐标系，获取全局坐标系建立结果信息；单目相机内外参数标定步骤：根据全局坐标系建立结果信息，在确定位置放置棋盘格，根据每个控制点的坐标与该控制点在单目相机像平面中的成像点像素坐标之间的线性变换关系，标定出单目相机的内外参数，获取单目相机内外参数标定结果信息；序列图像采集步骤：根据机械手运动轨迹设定信息，机械手带动单目相机做设定轨迹的运动，单目相机在运动过程中采集序列图像，获取序列图像采集信息；焊点参数信息获取步骤：根据序列图像采集信息，得到图像中所有焊点的中心位置和焊点的圆弧，获取焊点中心位置信息、焊点圆弧信息；焊点深度获取步骤：根据序列图像采集信息、焊点中心位置信息以及焊点圆弧信息，抽取含有同一焊点的两幅图像，根据视觉差获取焊点深度信息；所述焊点深度信息能够指导点焊工艺的焊接过程。

优选地，包括：路径规划步骤：调整单目相机的焦距，规划机械手的路径，使得单目相机的镜头对准焊点，设定并保持单目相机到焊点的距离；所述路径规划步骤在单目相机内外参数标定步骤之前被执行。

优选地，焊点参数信息获取步骤包括：Hough变换步骤：根据序列图像采集信息，对每帧图像采用Hough变换，得到图像中所有焊点的中心位置和焊点的圆弧，获取焊点中心位置信息、焊点圆弧信息。