基于單目視覺的盤類零件位姿檢測*

張瑞杰，劉凌云，王佳維，姚天勝，李澤亞

(湖北汽車工業(yè)學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院，湖北 442002)

0 引言

隨著機(jī)器視覺技術(shù)的發(fā)展，具有視覺傳感功能的工業(yè)機(jī)器人已被廣泛應(yīng)用到各種各樣的工業(yè)場景中，但如何獲取作業(yè)對(duì)象的準(zhǔn)確位姿仍是一個(gè)非常受關(guān)注的問題。目前，有基于單目相機(jī)、雙目相機(jī)及單目相機(jī)與結(jié)構(gòu)光傳感器相結(jié)合等方式的視覺裝配技術(shù)。雙目視覺系統(tǒng)是由兩臺(tái)相機(jī)對(duì)待測物進(jìn)行姿態(tài)測量，需要解決立體匹配問題，且視覺視場范圍小、成本高；而單目視覺系統(tǒng)不僅測量視場范圍大且設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝調(diào)試[1]，因而基于單目攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)工件位姿的定位仍是業(yè)界主流模式。

相較于點(diǎn)、線、曲線等特征而言，空間圓形通過攝像機(jī)映射到圖像平面后會(huì)變成橢圓形，具有容易識(shí)別且抗干擾力強(qiáng)等特點(diǎn)，因而基于單目視覺利用圓及其投影特征的定姿方法被學(xué)者廣泛研究[2]。但圓在單目攝像機(jī)下的解具有二義性，為獲取工件真實(shí)位姿，檢測算法中往往需要附加額外工件信息。翟坤等[3]利用激光測距儀的輔助測距信息來去除二義性，同時(shí)使檢測成本變高；苗錫奎等[4]則利用圓外參考點(diǎn)到圓心距離已知且不變性作為約束條件去除二值性；張李俊等[5]引用三線構(gòu)型姿態(tài)估計(jì)方法，以角度為約束條件消除二義性虛假解，需要獲取多種位姿狀態(tài)下的二視圖；SHUI等[6]針對(duì)圓柱體這一特定目標(biāo)，利用圓柱體的兩條母線為約束條件消除圓位姿的二值性；……