Способ автоматического измерения параметров внешней среды робота и построения ее геометрической модели и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G06F15/62 G01C11/28 G06K9/80 

Изобретение относится к робототехнике и автоматическому измерению трех- мерных объектов на расстоянии, в частности к системам технического г зрения оптического диапазона.

Целью изобретения является повышение точности измерения и моделирование измеряемого объекта за счет увеличения надежности идентификации вве- Q дением дополнительных стереосистем с малым базисом.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит четыре идентич-15 ные телевизионные камеры 1-4, два измерительно-управляющих блока 5 и 6 с аналоговыми корреляторами видеосигналов и блок 7 обработки, включающий блок 8 ввода изображений и узел 9 со- 20 пряженияв Первая и вторая камеры образуют стереосистему с большим базисом В, а первая с третьей и вторая с четвертой - стереосистемы с малыми базисами Ъ, Оптические оси всех те- 25 лекамер ориентированы параллельно друг другу и перпендикудярно базисам.

30

35

Способ реализован в устройстве следующим образом. За один цикл измерения, формируемый машинной программой, опрашивающей поочередно информационные выходы блоков 5 и 6 и камер 1 и 2, проходит несколько кадров телевизионной развертки неподвижного изображения объекта измерения. Два таких изображения, образующих стереопару с большим базисом, преобразуются в устройстве 8 ввода к цифровому виду и запоминаются в , памяти блока управления и обработки (7), в нем также запоминаются два массива дальностей, вычисленных за время цикла соответственно блоками 5 и б и являющихся дополнительным признаком при группировании элементов идентификации. Один из этих массивов относится к левому изображению стереопары с большим базисом, другой - к правому для стереопары 5Q с большим базисом в блоке управления и обработки. Далее последовательно включаются машинные программы фильтрации, оконтуривания, сегментации изображения стереопары, группирования элементов идентификации, идентификации элементов, вычисления параллаксов точек на сегментах, вычисления координат точек объекта и модели объекта.

55

Q

5 0 5

0

5

Q

5

Формула изобретения

1.Способ автоматического измерения параметров внешней среды робота и построения ее геометрической модели в котором получают основную стереопару измеряемого объекта в виде левого и правого изображений в системах координат Хл , YA и Х„, Yn, (где Хд и Хп коллинеарны с базисом стереосистемы) , группируют фрагменты изображений по координате Уд (или Yn), идентифицируют правые и левые корреспондирующие элементы стереопары, измеряют параллакс каждого идентифицированного элемента, вычисляют координаты точки объекта, соответствующей этому элементу, и вычисляют модель измеряемого объекта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и моделирования измеряемого объекта за счет увеличения надежности идентификации, при получении стереопары проецируют дополнительно к основной стереопаре измеряемого объекта с большим базисом две стереопары измеряемого объекта с малыми базисами, одна из которых включает левое, а другая - правое изображения основной стереопары измеряемого объекта, после чего измеряют среднее значение дальности для отдельных фрагментов изображений в стереопарах измеряемого объекта с малыми базисами, затем после группирования фрагментов по координате YA(Yn)t перед идентификацией проводят группирование фрагментов внутри уже выделенных групп по признаку равенства средних значений дальности, а идентификацию осуществляют на множестве элементов, входящих в группу последнего группирования.

2.Устройство для автоматического измерения параметров внешней среды робота содержащее первую и вторую телекамеры, образующие основную стереосистему с большим базисом, видеовыходы которых соединены с соответствующими входами блока ввода изображений, выход которого соединен с соответствующим информационным входом блока обработки, отлич ающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и моделирования измеряемого объекта за счет увеличения надежности идентификации, в него введены третья и четверта; телекамеры, кото516475886

рые образуют соответственно с первойс аналоговыми корреляторами видеосиг- и второй телекамерами стереосистемы сналов соответственно, первые и вто- малым базисом, первый и второй изме-рые информационные входы которых сое- рительно- управляющие блоки с аналого-динены соответственно с видеовыхода- выми корреляторами видеосигналовми первой, третьей и второй, четвер- и узел сопряжения, выход котороготой телекамер, управляющие входы ко- соединен с соответствующим информа-торых соединены соответственно с ционным входом блока обработки, а пер-первыми и вторыми управляющими выхода- выи, и второй информационные входы JQми первого и второго измерительно- соединены с выходами первого и второ-управляющих блоков с аналоговыми кор- го измерительно-управляющих блоковреляторами видеосигналов.

Изобретение относится к робототехнике и автоматическому измерению трехмерных объектов на расстоянии, в частности к системам технического зрения оптического диапазона. Цель изобретения - повышение точности измерения и моделирования измеряемого объекта за счет увеличения надежности идентификации. Способ автомата- ческого измерения внешней среды робота основывается на введении признака равенства средних значений дальности и группировании по нему фраг- ментов изображения. Устройство, реализующее способ, содержит телевизионные камеры 1-4, измерительно-управляющие блоки 5 я 6, блок 7 обработки, блок 8 ввода изображения, узел 9 сопряжения. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. (Л с п п 35 4 ч ел 30 00