[发明专利]线结构光传感器位姿调整方法

权利要求书

1.一种线结构光传感器位姿调整方法，所述线结构光传感器包括激光器和相机；所述激光器用于向待测物表面投射线结构光；所述相机用于采集投射在待测物表面的激光形成的图像；

其特征在于，包括如下步骤：

1)将所述相机获取的被测物表面光条图像进行预处理，提取光条中心点；

2)根据光条中心点形成的线型，按照以下方法计算特征线和特征点：

若光条中心点形成的线型为：相交直线或异面直线，则将两条相交或异面直线夹角的角平分线记为特征线；将相交直线的交点坐标记为特征点，或异面直线上端点I和端点II之间连线的中点坐标，记为特征点；

若光条中心点形成的线型为平行直线：则将平行直线夹角的角平分线或者平行直线的任一直线记为特征线；将平行直线端点a和端点b之间连线的中点，记为特征点；

所述端点I、端点a为位于左侧光条直线最右侧的点，端点II、端点b为位于右侧光条直线最左侧的点；

若光条中心点形成的线段为多段弧线，则利用各段弧线分别拟合圆，获取圆心，从得到的圆心中任选两个，连线，记为特征线；将两个圆心中任一圆心或两圆心连线的中点记为特征点；

3)采用以下方法计算特征线与基准线之间的夹角，将其记为角度偏差θ；

计算特征点相对于基准点之间的向量V，向量V与基准线之间的夹角β；所述基准线和基准点通过预先示教过程获取；

按照以下方法计算位置偏差：

前/后偏移误差B1＝|V|×cosβ；

左/右偏移误差B2＝|V|×sinβ；

根据角度偏差θ和位置偏差调整传感器/被测物位姿，使待测光条位姿符合测量要求。

2.如权利要求1所述线结构光传感器位姿调整方法，其特征在于：所述预先示教过程为：

经调整后，线结构光传感器能够正确获取被测物特征，相机采集此时的光条图像，存储为标准图像，采用与步骤1)、2)相同的处理过程，将标准图像中得出的特征线和特征点记为基准线和基准点。

3.如权利要求1所述线结构光传感器位姿调整方法，其特征在于：还包括步骤4)：

按照步骤3)得出的角度偏差θ和位置偏差，调整传感器/被测物位姿，调整后，线结构光传感器向被测物表面投射光条，采集光条图像并再次计算角度偏差θ和位置偏差，分别判断角度偏差θ、前/后偏移误差B1和左/右偏移误差B2是否处于预设偏移范围，若是，则当前待测光条位姿满足测量要求，可以进行后续测量；若否，则当前待测光条位姿不满足要求，继续根据角度偏差θ和位置偏差调整传感器/被测物位姿，使待测光条位姿符合测量要求。

4.如权利要求3所述线结构光传感器位姿调整方法，其特征在于：步骤3)中，角度偏差θ、向量V和夹角β的计算方法如下：

θ＝A1-A0，其中，A1表示的特征线角度A1＝arctan(d_y1/d_x1)，d_y1为特征线沿y轴的分量，d_x1为特征线沿x轴的分量；

A0表示基准线的角度A0＝arctan(d_y0/d_x0)，d_y0为基准线沿y轴的分量，d_x0为基准线沿x轴的分量；

向量V＝P1-P0，其中，P1表示特征点坐标，P0表示基准点坐标；

β＝arctan(V_y/V_x)-A0，其中V_y为向量V沿y轴的分量，V_x为向量V沿x轴的分量。

5.如权利要求1所述线结构光传感器位姿调整方法，其特征在于：端点I、端点a、端点II、端点b的计算方式为：

分别对左侧光条和右侧光条进行直线拟合，得到左侧直线段、右侧直线段，将左侧直线段最右侧的点记为端点I或端点a；将右侧直线段最左侧的点记为端点II或端点b。

6.如权利要求1所述线结构光传感器位姿调整方法，其特征在于：步骤1)中，对光条图像进行预处理，提取光条中心点的方法为：

对光条图像进行均值滤波处理；对滤波后的图像进行二值化，获取光条前景区域；提取前景区域中的骨架线，将骨架线上的点记为光条中心点。