[发明专利]基于参考线及局部平面的位姿生成方法

权利要求书

1.一种基于参考线及局部平面的位姿生成方法，包括以下步骤：

获取一个待定位工件的点云；

基于该工件上表面中的一个局部平面，抠取一平面点云；

基于所述平面点云的中心坐标Op′，构建坐标系Op′-Xp′-Yp′-Zp′作为初始位姿，其中，Xp′沿所述平面点云的长轴方向，Zp′沿所述局部平面的法线、朝向相机方向；

建立虚拟参考轴，该轴与相机坐标系Oc′-Xc′-Yc′-Zc′的Zc轴平行，且穿过待定位工件的所述局部平面处；

计算所述虚拟参考轴和Op′-Xp′-Yp′平面的相交点P；

将所述初始位姿Op′-Xp′-Yp′-Zp′平移至点P处，得到位姿Ot-Xt-Yt-Zt，

即可作为粗位姿输入到后续“精匹配”算法中。

2.根据权利要求1所述的位姿生成方法，其特征在于，采用ROI算法抠取工件上表面中的平面点云部分。

3.根据权利要求1所述的位姿生成方法，其特征在于，所述构建坐标系Op′-Xp′-Yp′-Zp′的方法包括：

对抠取的所述平面点云计算其中心坐标Op′；

计算所述局部平面的法线朝向，选择其朝向相机的方向，得到轴向Zp′；

将沿所述平面点云长轴的一个方向定为Xp′；

将Zp′和Xp′叉乘可获得轴Yp′，

由此可构建坐标系Op′-Xp′-Yp′-Zp′，作为所述初始位姿。

4.根据权利要求3所述的位姿生成方法，其特征在于：

对所述平面点云，使用主成分分析法得到所述局部平面的法线朝向。

5.根据权利要求1所述的位姿生成方法，其特征在于，所述虚拟参考轴可表达为参数方程形式：

其中，x，y，z为虚拟轴上某点的坐标，

t为自变量，取值为实数范围内任一点，

m1，m2，m3，v1，v2，v3：系数。

6.根据权利要求5所述的位姿生成方法，其特征在于，计算所述虚拟参考轴和Op′-Xp′-Yp′平面的相交点P的方法包括：

Op′-Xp′-Yp′平面可表示为：p₁*(x-n₁)+p₂*(y-n₃)+p₃*(z-n₃)＝0

其中，(p1,p2,p3)为平面法向量，(n1,n2,n3)为平面上的一点；

将平面方程和虚拟参考轴的参数方程联立可解得：

进而求得所述交点P(m₁+v₁t，m₂+v₂t，m₃+v₃t)。

7.根据权利要求1所述的位姿生成方法，其特征在于，还包括以下步骤：

获取包含多个待定位工件的3D点云；

将其分割为一组只包含单个待定位工件的点云。