[发明专利]一种H型钢切割路径的动态补偿方法

权利要求书

1.一种H型钢切割路径的动态补偿方法，其特征在于：所述动态补偿方法包括如下步骤：

步骤1：相机内参标定，标定出相机的内参矩阵；

步骤2：光平面标定，计算出激光线垂直方向的光平面方程；

步骤3：机床标定，建立相机坐标系与机械坐标系之间的转换矩阵；

步骤4：中心线提取，提取激光线上的“中心线”；

步骤5：H型钢关键部位测量，提取“中心线”上的目标点集，并对其进行测量；

步骤6：切割路径动态补偿，切割系统根据上述测量结果对切割路径进行补偿校正。

2.根据权利要求1所述一种H型钢切割路径的动态补偿方法，其特征在于：所述步骤1中，相机的内参矩阵的标定方法包括如下步骤：

（1）将一块标定板放置在相机视野内，调整曝光和焦距使得成像清晰；

（2）调整标定板角度，进行拍照并存储，一共取不少于12张图片；

（3）利用上述图片和张正友标定法计算出相机的内参矩阵和畸变系数。

3.根据权利要求1所述一种H型钢切割路径的动态补偿方法，其特征在于：所述步骤2中的激光线垂直方向的光平面方程的计算包括如下步骤：

步骤（1）：将棋盘格标定板放置在激光线下，调整曝光至可以清楚地拍摄出标定板，先关闭激光器，然后进行拍照并保存该图片；

步骤（2）：保持标定板位置不动，打开激光器，调整曝光至背景“黑暗”，只留一条清晰的激光线在图片上，然后进行拍照并保存该图片；

步骤（3）：调整标定板在激光线垂直方向的位置，重复步骤（1）和步骤（1），一共记录12组照片，每组照片分别为一张有激光线一张无激光线；

步骤（4）：对每组照片做以下处理，先对无激光线的照片进行角点直线拟合，再对有激光线的照片进行直线拟合，最后求出若干条“角点线”和一条“激光线”的交点在相机坐标系下的坐标点集，对12组照片进行相同处理，坐标点存放在一个点集中，采用奇异值分解算法对点集进行拟合求解其平面方程，即激光线所在平面的方程。

4.根据权利要求1所述一种H型钢切割路径的动态补偿方法，其特征在于：步骤3：相机坐标系到机械坐标系的转换矩阵的计算方法如下：

（1）在机械坐标系下取不少于3个点，计算其在机械坐标系下的坐标；

（2）拍照，计算步骤一所述的点在像素坐标系下的坐标；

（3）使用步骤一和步骤二的点集，利用pnp算法计算出相机坐标系到机械坐标系的转换矩阵。

5.根据权利要求1所述一种H型钢切割路径的动态补偿方法，其特征在于：所述步骤4的中心线提取方法包括如下步骤：

（1）对包含激光线的图片进行均值滤波；

（2）按列对图像进行遍历，对于每列又按照“灰度重心法”进行像素提取；

（3）将每列提取的像素进行保存，完成激光线上的“中心线”提取任务。

6.根据权利要求1所述一种H型钢切割路径的动态补偿方法，其特征在于：所述步骤5的测量步骤包括：

（1）根据高度范围对目标区域进行分割，去除背景；

（2）使用形态学滤波算法去除噪点；

（3）对目标进行测量。

7.根据权利要求1所述一种H型钢切割路径的动态补偿方法，其特征在于：步骤6中补偿校正步骤包括：

（1）调用视觉API，获取H型钢的轮廓信息和重要部位的尺寸信息；

（2）根据视觉检测结果对切割路径进行补偿校正。