[发明专利]一种距离空间和图像特征空间融合的混合视觉伺服方法

权利要求书

1.一种距离空间和图像特征空间融合的视觉伺服方法，其特征在于，所述方法包括：

构建图像雅克比矩阵；

构建深度雅克比矩阵；

将所述图像雅克比矩阵和所述深度雅克比矩阵融合，得到混合视觉伺服雅克比矩阵；

基于所述混合视觉伺服雅克比矩阵采用控制算法得到机器人运动的控制量，从而使得机器人运动到目标位置，完成精确定位。

2.根据权利要求1所述的距离空间和图像特征空间融合的视觉伺服方法，其特征在于，所述构建图像雅克比矩阵具体包括：

获取目标图像；

将所述目标图像转换为灰度图，并进行二值化处理，得到二值化图片；

对所述二值化图片进行均值滤波，并对滤波后的二值化图片进行边缘检测，得到边缘检测图片；

采用霍夫直线检测算法对所述边缘检测图片进行检测，得到两条最长且相交的直线，将两条所述直线还原到所述目标图像中，得到两条直线的交点；其中一条直线的两个坐标点为(a_x,a_y),(b_x,b_y)，另一条直线的两个坐标点为(c_x,c_y),(d_x,d_y)，所述交点用O(u,v)表示；

根据所述交点和其中一条直线上的点确定末端相对于目标物体的期望姿态偏转角度；所述偏转角度用θ表示；

基于所述交点和所述偏转角度确定图像雅克比矩阵。

3.根据权利要求2所述的距离空间和图像特征空间融合的视觉伺服方法，其特征在于，所述构建深度雅克比矩阵具体包括：

确定第i个传感器与测量平面的交点在装置坐标系下的位置向量；

基于所述第i个传感器与测量平面的交点在装置坐标系下的位置向量确定所测平面的法向量；

基于所述法向量确定深度雅克比矩阵。

4.根据权利要求1所述的距离空间和图像特征空间融合的视觉伺服方法，其特征在于，所述基于所述混合视觉伺服雅克比矩阵采用控制算法得到机器人运动的控制量，从而使得机器人运动到目标位置，完成精确定位具体包括：

确定伺服视觉系统的误差量；

基于所述误差量确定机器人的末端速度量；

基于所述机器人末端速度量，使得机器人运动到目标位置，完成精确定位。

5.根据权利要求2所述的距离空间和图像特征空间融合的视觉伺服方法，其特征在于，所述根据所述交点和其中一条直线上的点确定末端相对于目标物体的期望姿态偏转角度具体采用以下公式：

6.根据权利要求3所述的距离空间和图像特征空间融合的视觉伺服方法，其特征在于，基于所述交点和所述偏转角度确定图像雅克比矩阵具体采用以下公式：

其中，λ代表相机焦距，u,v分别代表交点在图像中的横纵坐标，z为交点在相机坐标系的深度值，J₁表示图像雅克比矩阵，V＝[v_x,v_y,v_z,ω_x,ω_y,ω_z]^T，V表示装置的速度量，v_x,v_y,v_z,ω_x,ω_y,ω_z分别为沿着x、y、z方向轴的线速度和角速度。

7.根据权利要求6所述的距离空间和图像特征空间融合的视觉伺服方法，其特征在于，所述确定第i个传感器与测量平面的交点在装置坐标系下的位置向量具体包括：

其中，表示第1个传感器与测量平面的交点在装置坐标系下的位置向量，表示第2个传感器与测量平面的交点在装置坐标系下的位置向量，表示第3个传感器与测量平面的交点在装置坐标系下的位置向量，d表示是三个测距传感器中心轴间的固定距离，3个传感器为等边三角形分布，距离均为d，R_z是绕相机中心轴的旋转矩阵；h₁表示第一个测距传感器的测量值。