基于平面光栅的三维视觉位姿测量装置及其测量方法

摘要

本发明涉及一种基于平面光栅的三维视觉位姿测量装置及其测量方法，装置包括图像采集装置、平面光栅标志器、背光光源、图像和数据处理系统和固定标志器平台，图像采集装置与图像和数据处理系统电信号连接，背光光源紧贴于平面光栅标志器下部与其固定连接，背光光源固定于固定标志器平台上，图像采集装置实时采集平面光栅标志器的图像，并将图像传至图像和数据处理系统测量方法包括以下步骤：对采集图像进行预处理；提取标志器的光栅暗条纹及辅助标识特征；使用辅助特征进行位姿粗估计；使用粗、精多组光栅计算精确角度偏移量；将粗、精计算结果进行数据融合，得到最终位姿估计结果。本发明实现了高精度的三维位姿测量，测量自动化程度高。

主权项

一种基于平面光栅的三维视觉位姿测量装置，包括图像采集装置、平面光栅标志器、背光光源、图像和数据处理系统和固定标志器平台，图像采集装置与图像和数据处理系统电信号连接，背光光源紧贴于平面光栅标志器下部与其固定连接，背光光源固定于固定标志器平台上，图像采集装置实时采集平面光栅标志器的图像，并将图像传至图像和数据处理系统；所述的平面光栅标志器包括双层透射光栅片和光栅图案，光栅图案设置在双层透射光栅片上；所述的图像和数据处理系统包括计算机硬件、图像和数据处理软件和显示设备，通过图像采集装置将采集到的数字图像首先在计算机硬件中暂存，然后应用图像和数据处理软件完成图像处理、视觉检测和相对位姿计算，最后将测量结果在显示设备上显示；其特征在于：所述的背光光源包括光源控制器、照明光源和漫射片，照明光源安装于漫射片下方，光源控制器与照明光源电信号连接，光源控制器为照明光源供电并提供亮度控制，照明光源通过漫射片为平面光栅标志器提供均匀的背光照明，形成清晰光栅条纹。