[发明专利]一种应用于智能激光切割的图像自动标定方法

摘要

本发明公开了一种应用于智能激光切割的图像自动标定方法，其特征在于在激光切割平台的表面设定圆形标定点，每个标定点圆心位置表示激光切割机械臂坐标系下的一个坐标点，通过Tsai两步法来获得切割图像像素坐标与激光切割机械臂坐标的对应关系。本发明省去了繁琐的手动选取标定点过程，可通过平台预先设有的标定点进行自动标定，节约了标定时间。

主权项

一种应用于智能激光切割的图像自动标定方法，其特征在于在激光切割平台的表面设定圆形标定点，每个标定点圆心位置表示激光切割机械臂坐标系下的一个坐标点，通过Tsai两步法来获得切割图像像素坐标与激光切割机械臂坐标的对应关系，所述方法包括如下步骤：（1）、将每个圆形标定点分为A、B、C、D、E、F、G、H、I不同的区域；A区为以圆心为中心的中心圆，A区与圆形标定点外圆外边之间有一个内圆，中心圆与内圆之间均分为B、C、D、E区，内圆与外圆之间均分为F、G、H、I区；（2）每个圆形标定点的区域内有不同的颜色区分，通过不同区域颜色排列区分每个圆形标定点，设白色为0，黄色为1，蓝色为2，红色为3；（3）、扫描图像，提取各个圆形标定点A区黄色圆，将组成各个A区圆的像素坐标求算术平均值作为圆心像素坐标（u，v）；（4）、以A区圆心为中心，逐渐增大扫描半径，判断A区以外区域RGB颜色值；若颜色为白蓝或白红则继续增大半径值，直至出现其它颜色，半径增长结束，如此扫描完BCDE区；（5）、若扫描得白蓝色，则将蓝色区域的像素坐标求算术平均值作为色块重心（u1，v1），判别色块重心（u1，v1）在圆心（u，v）的方位；若u1>u，v1>v则蓝色处于E区；u1>u，v1<v则蓝色处于C区；u1<u，v1<v则蓝色处于B区；u1<u，v1>v则蓝色处于D区，确定BCDE区颜色编码；若扫描得白红两色，则将红色区域的像素坐标求算术平均值作为色块重心（u2，v2），判别色块重心（u2，v2）在圆心（u，v）的方位，确定BCDE区颜色编码；（6）、继续增大扫描半径，判断BCDE以外区域RGB颜色值；若颜色为白蓝或白红则继续增大半径值，直至扫描半径以外全为白色，半径增长结束，如此扫描完FGHI区；（7）、若扫描得白蓝色，则将蓝色区域的像素坐标求算术平均值作为色块重心（u3，v3），判别色块重心（u3，v3）在圆心（u，v）的方位，确定FGHI区颜色编码；若扫描得白红两色，则将红色区域的像素坐标求算术平均值作为色块重心（u4，v4），判别色块重心（u4，v4）在圆心（u，v）的方位，确定FGHI区颜色编码；（8）、经过以上步骤获得ABCDEFGHI区域颜色编码，得到圆形标定点对应的标定号；确定标定号即获得圆形标定点对应的激光切割机械臂坐标系下坐标（X，Y）；（9）、从获得的圆形标定点中抽取16个圆形标定点作为Tsai两步法的输入参数，求解出变换矩阵参数，得到由像素坐标系到机械臂坐标系转换的变换矩阵；每个像素坐标（U，V）经过变换矩阵转换至机械臂坐标系下坐标（X，Y），即获得像素坐标与机械臂坐标映射关系。