[发明专利]基于2D视觉的3D曲面动态标定实现LOGO对位方法

权利要求书

1.基于2D视觉的3D曲面动态标定实现LOGO对位方法，其特征在于，包括步骤：

S1、选定定位基准，训练获得YOLOv3-tiny定位模型；

S2、执行标定流程，通过等角度间隔采集的器皿图片实现LOGO图像基准特征坐标的自动定位，基于定位到的基准特征坐标和对应角度，拟合坐标和角度的换算公式；

S3、执行对位流程，根据定位到的LOGO定位基准坐标计算需要旋转的角度，实现视觉反馈对位。

2.根据权利要求1所述的基于2D视觉的3D曲面动态标定实现LOGO对位方法，其特征在于，所述标定流程包括步骤：

S21、人工将器皿放置在治具上，通过相机获取当前器皿的图像并显示在界面上，将定位基准对位到界面上的标记位置；

S22、将该标记位置设定为对位的零位，控制器皿在零位两侧设定角度范围内按照设定的角度间隔步进旋转，同时触发相机采集对应角度的图像；

S23、基于YOLOv3-tiny定位模型定位步骤S12中采集的图像中LOGO的基准特征坐标；

S24、基于定位到的基准坐标集合和对应图像的角度集合，拟合坐标和角度换算的换算公式，换算公式为线性模型a′＝kx+b，其中k、b为待计算的系数，使用式计算样本实际角度a_i和预测角度a′_i的偏差平方和，依据偏差平方和最小的原则，利用最小二乘法拟合系数k和b；

S25、对拟合的线性模型a′＝kx+b计算R²，其中，SSE为残差平方和，SST为总平方和，a′_i为预测角度值，a_i为实际角度值，为样本均值，R²在区间[0,1]之间，以R²评价拟合精度，在拟合精度达到设定阈值T时标定结束，保存标定系数，反之重复所述标定流程直至完成标定。

3.根据权利要求1所述的基于2D视觉的3D曲面动态标定实现LOGO对位方法，其特征在于，所述对位流程包括步骤：

S31、将器皿放置在固定治具上；

S32、控制器皿匀速旋转一周并触发相机以等角度间隔采集一张图像；

S33、将步骤S32采集到的图像输入到YOLOv3-tiny定位模型中，使用YOLOv3-tiny定位模型对基准字符进行粗定位；

S34、基于YOLOv3-tiny定位模型的定位框，提取作为定位基准的局部特征所在区域，提取ROI；

S35、对ROI区域做直方图均衡化和二值化处理，分割出定位基准特征；

S36、对二值图做投影并筛选峰值，对选做定位基准的字符特征做定位，进一步提高定位精度；

S37、输出定位基准特征的坐标，使用标定的换算公式转换成预测角度输出；

S38、从步骤S32采集的图像中选择预测角度最接近标定零位的角度，控制旋转机构将器皿旋转到该指定角度停止并触发一次采图；

S39、对步骤S38中采集的图像执行步骤S33到步骤S37的定位操作，控制器皿旋转指定角度完成对位。

4.根据权利要求2所述的基于2D视觉的3D曲面动态标定实现LOGO对位方法，其特征在于，在步骤S24中，将定位到基准坐标集合X＝{x₁,x₂,x₃…x_n}和对应图像的角度集合A＝{a₁,a₂,a₃…a_n}传给拟合算法，拟合算法使用最小二乘法拟合坐标x和实际角度a换算的线性模型a′＝kx+b。

5.根据权利要求2所述的基于2D视觉的3D曲面动态标定实现LOGO对位方法，其特征在于，在步骤S25中，将坐标集合X输入线性模型a′＝kx+b，将预测角度a′与实际角度a进行差分得到线性模型a′＝kx+b的残差，根据计算公式1-SSE/SST计算得到线性模型a′＝kx+b的R²，当R²达到设定阈值T时标定结束，保存标定系数，反之重复所述标定流程直至完成标定。