北京工業大學陳雙葉獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉北京工業大學申請的專利一種隧道內衛星天線作業機器人的雙目相機定位方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115908588B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310022584.1,技術領域涉及:G06T7/80;該發明授權一種隧道內衛星天線作業機器人的雙目相機定位方法是由陳雙葉;賈世俊設計研發完成,并于2023-01-08向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種隧道內衛星天線作業機器人的雙目相機定位方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種隧道內衛星天線作業機器人的雙目相機定位方法,首先對雙目相機進行內外參數校準,生成雙目相機模型,通過圖像調整技術實現“行對齊”操作,利用圖像中的衛星天線特征點的位置坐標,結合該坐標在左右兩幅圖中的視差值,利用平視雙目相機模型的內外參數,計算出衛星天線的深度信息,計算出包含X、Y、Z方向的世界坐標系下的坐標。本發明能夠降低徑向畸變和切向畸變帶來的系統影響;采用張正友校準點陣方法,通過多幅圖像校準能夠覆蓋雙目相機的全視野范圍;采用最大化圖像共同區域方法,能夠使重投影造成的畸變最小,共同區域最大;具有平移旋轉不變性、尺度不變性、重疊不變性、光源變化不變性、對比度翻轉不變性等特點。
本發明授權一種隧道內衛星天線作業機器人的雙目相機定位方法在權利要求書中公布了:1.一種隧道內衛星天線作業機器人的雙目相機定位方法,其特征在于: 首先對雙目相機進行內外參數校準,生成雙目相機模型,通過圖像調整技術實現“行對齊”操作,利用圖像中的衛星天線特征點的位置坐標,結合該坐標在左右兩幅圖中的視差值,利用平視雙目相機模型的內外參數,計算出衛星天線的深度信息,從而計算出包含X、Y、Z方向的世界坐標系下的坐標; 具體實現步驟如下: 步驟1、雙目相機環境準備; 步驟1.1、選用雙目相機、光源、鏡頭、計算機,雙目相機安裝在作業機器人支座合適的高度及角度上,同時安裝適當強度的光源,安裝過程中應盡量保證光軸平行且與基線垂直,基線為兩個工業攝像機光心的連線; 步驟1.2、采用校準點陣進行雙目相機的內參、外參校準; 步驟1.3、采用最大化圖像區域算法對采集圖像的調整; 步驟1.4、采用低通濾波器及像素比較算法進行預處理; 步驟2、基于幾何匹配算法進行模式匹配; 步驟a、基于幾何匹配算法對經過步驟1.4中調整并預處理后的左相機圖像,進行衛星天線特征點輪廓進行學習,進行邊緣檢測以及視圖中衛星天線輪廓的提取; 步驟b、對模板進行學習,當算法從圖像中提取出邊緣曲線后,會計算每個邊緣曲線上像素點的灰度梯度方向角,將所有梯度方向角相同的邊緣進行歸一化; 步驟c、在機器人前進過程中進行圖像采集,打開光源,基于步驟1.4進行圖像調整及預處理,基于學習的邊緣圖像模板的幾何邊緣進行在調整后的圖像全局搜索,兩幅圖像均能匹配到特征點,即可獲取同源點坐標; 步驟3、基于特征點的同源像素坐標進行世界坐標系計算; 步驟a、在完成步驟2后獲得同源點的像素坐標,可以得到像素點的視差圖,通過平視雙目視覺系統的數學模型,以及校準后得到的內參、外參及相對位置關系,計算雙目相機的深度信息; 步驟b、根據幾何模型的映射關系,計算出特征點在世界坐標系中的X、Y、Z坐標; 步驟c、將獲得的衛星天線的三維坐標發送給移動機器人,由移動機器人進行作業。
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