[发明专利]一种视觉辅助大幅面机床板材切割的相机标定方法

摘要

本发明涉及激光切割领域，具体的说是一种视觉辅助大幅面机床板材切割的相机标定方法。包括如下步骤：1）步骤1，从相机获取源图；2）步骤2，根据相机畸变标定的结果，进行图像的畸变矫正；3）步骤3，在激光切割机床上分别放上至少两块不同厚度的板材，记录板材的厚度值，并对每块板材分别选取至少四个标记点的像素坐标和机床坐标；4）步骤4，选择实际切割的板材厚度；5）步骤5，通过上位机显示的机床坐标，记录此时相机的机床坐标；6）步骤6，通过透视变换计算，得到透视变换矩阵M。本发明同现有技术相比，让操作人员无需掌握大量的专业知识，仅需采集几组像素坐标和机床坐标的数据，即可完成相机与机床的标定。

主权项

1.一种视觉辅助大幅面机床板材切割的相机标定方法，其特征在于包括如下步骤：1)步骤1，将相机安装在激光切割机床的龙门横梁上方，并且相机与水平面倾斜安装，确保相机的视野能够看到机床局部区域X方向的完整幅面，同时完成相机的畸变标定，并获得相机的内参：其中为相机的内参，R是外参中的旋转部分，T是外参中的平移部分；2)步骤2，从相机获取源图；3)步骤3，根据相机畸变标定的结果，进行图像的畸变矫正；4)步骤4，在激光切割机床上分别放上至少两块不同厚度的板材，记录板材的厚度值，并对每块板材分别选取至少四个标记点的像素坐标和机床坐标，所述像素坐标的获取方式为首先在相机视野的板材幅面内，任意选择大于等于四个的标记点，然后每选择一个标记点，上位机记录此次标记点的像素坐标(u，v)，并标记此标记点的选择顺序，所述机床坐标的获取方式为首先以像素标记点为参考，将激光切割头按照像素标记点的顺序逐一移动到对应点，然后通过将激光切割头对准标记点并记录此时的机床坐标(x，y)；5)步骤5，选择实际切割的板材厚度；6)步骤6，通过上位机显示的机床坐标，记录此时相机的机床坐标；7)步骤7，通过透视变换计算，得到透视变换矩阵M，且得到关系式M′＝M₁(R T)，其中M′为透视变换矩阵M的逆矩阵，R是相机外参的旋转部分，T是相机外参的平移部分；所述步骤6中根据一组至少四个像素坐标(u，v)和一组至少四个机床坐标(x，y)，可以计算得到3×3的透视变换矩阵M：其中，