[发明专利]一种激光视觉传感器及其传感方法和图像处理方法

说明书

本发明公开了一种激光视觉传感器及其传感方法和图像处理方法，传感器包括线激光器和高清相机，线激光器和高清相机以不超过13°的小角度布置，高清相机的进光口设置用于调节焦距的镜头组，高清相机电性连接图像处理器；传感方法是采用基于直线拟合方法的图像处理方法去寻找激光线，然后将远离该线的点作为特征点，而后通过特征点与原有特征比较得到位姿变化，最后由机器人根据位姿变化进行打磨工作；图像处理方法主要是基于高斯线检测原理。本发明公开的传感器体积较小，在加工时不易发生干涉，且本发明可以实现运用在各种不同的打磨场景中，在不同场景中计算出打磨区域位置信息的功能，使用场景广发，泛用性高。

技术领域

本发明涉及传感器领域，尤其涉及一种激光视觉传感器及其传感方法和图像处理方法。

背景技术

传统的打磨通常是使用打磨工具通过人工完成,这种方式效率低下,稳定性和精度都难以达到要求。视觉技术和传感器技术的快速发展,为焊缝检测以及机器人打磨自动化提供了新的思路与方法。激光具有单色性强、亮度高等特点,相较于CCD摄像机抗干扰性更强。

激光三角法是激光视觉传感技术中用于获取3D图像的常见方法，激光三角法主要通过激光以一定的入射角度照射被测目标，激光在目标表面发生反射和散射，在另一个角度，利用透镜对反射激光汇聚成像，光斑成像在CCD位置传感器上，从而根据位置传感器位置，可以反算出激光所照射位置的三维坐标。

常见的激光三角法为了保证精度，当测量距离较远时，传感器的体积大小会大量增加，从而极易与工件产生干涉。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种激光视觉传感器及其传感方法和图像处理方法。

为实现上述目的，本发明在第一个方面提供了一种激光视觉传感器，包括线激光器和高清相机，线激光器和高清相机以不超过13°的小角度布置，高清相机的进光口设置用于调节焦距的镜头组，高清相机电性连接图像处理器。

可选的，镜头组包括镜头和设置在镜头进光口位置的滤光片。

可选的，线激光器采用405nm波长，滤光片仅通过波长为405nm的激光。

本发明在第二个方面提供了一种传感方法，应用上述的激光视觉传感器,包括以下步骤：

使用标定板对高清相机进行标定得到相机的内参；

使用特殊标定板对激光与相机进行位置标定得到相机的外参；

机器人发射信号，激光视觉传感器打开激光；

机器人前进到工作位置，发射信号，高清相机采集图片并发给图像处理器；

图像处理器根据图像处理方法对图片进行处理，提取得到特征点信息；

图像处理器将特征点信息与原有特征信息进行比较，得到位姿变化并发送给机器人；

机器人将位姿变化应用到工件坐标系，开始打磨。

可选的，内参包含焦距信息。

可选的，外参包含线激光器发射的激光平面在高清相机坐标系中的位姿。

本发明在第三个方面提供了一种图像处理方法，应用上述的传感方法,包括以下步骤：

对图片进行图像预处理；

对激光条采用高斯线检测的方法提取骨架信息分理处激光的中心线；

对激光的中心线进行直线拟合，计算得到背景面；

从背景面中提取特征点。

可选的，高斯线检测的方法包括以下步骤：