Способ автоматического измерения параметров внешней среды робота и построения ее геометрической модели и устройство для его осуществления

 

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 автоматаческого измерения внешней среды робота основывается на введении признака равенства средних значений дальности и группировании по нему фрагментов 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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

09) Of) ГОСУДАРСТОЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4498706/24 (22) 27.10,88 (46) 07.05.91. Бюл. У 17 (71) Институт физико-технических проблем (72) А.H.ÏàðÔåíoâ (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 644048, кл, Н 04 И 9/62, Н 04 Я 7/02, 1977.

Лупичев .Л,Н. и пр. Построение систем технического зрения транспортных роботов, Информприбор, M., 1987, с.24, Деп,статья У 4003, 29.10.87. (51)5 С 06 Р 15/62, G О1 С 11/28, С 06 К 9/80

2 (54 ) СПОСОБ АВТОИАТИЧЕСКОГО ИЗИЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕД4 РОБОТА .

И ПОСТРОЕНИЯ EK ГЕОИЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) 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 автоматического измерения внешней среды робота основывается на введении приз- а кака равенства средних значений дапьности и группировании по нему фраг-— ментов изображения. Устройство, реализующее способ, содержит телевизион- С„ ные камеры 1-4, иэмернтельно-управляющие блоки 5 и 6, блок 7 обработки. 2 блок 8 ввода изображения, узел 9 сопряжения. 2 с.п. Ф-лы, 1 ил.

1 64 7588

Изобретение относится к робототехнике и автоматическому измерению трех, мерных объектов на расстоянии, в частности к системам технического

5 .зрения оптического диапазона.

Целью изобретения является повышение точности измерения и моделирование измеряемого объекта за счет увеличения надежности идентификации вве- 1ð 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- 2р пряження. Первая и втора".. камеры образуют стереосистему с большим базисом В, а первая с третьей и вторая с четвертой — стереосистемы с малыми базисами b. Оптические оси всех те- 25 лекамер ориентированы параллельно друг другу и перпендикудярно базисам, Способ реализован в устройстве следующим образом. 3а .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 изме35 рения. 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 6 и являющихся дополнительным признаком при группировании элементов идентификации. Один as этих массивов относится к левому изображению стереопары с большим базисом, другой — K правому для стереопары 50 с большим базисом в блоке управления и обработки. Далее последовательно включаются машинные программы фильтрации, оконтуривания, сегментации изображения стереопары, группирования элементов идентификации, идентифика55 ции элементов, вычисления параллаксов точек на сегментах, вычисления координат точек объекта и модели объекта.

Фор мула из обретения

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 Х>, У д и Х д, У» (где

Х и Хд коллинеарны с базисом стереосистемы), группируют фрагменты изображений по координате У> (или У, ), идентифицируют правые и левые корреспондирующие элементы стереопары, измеряют параллакс каждого идентифицированного элемента, вычисляют координаты точки объекта, соответствующей этому элементу, и вычисляют модель измеряемого объекта, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности измерения и моделирования измеряемого объекта sa 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

ppIH отдел -Hblx фрагментов изображений в стереонарах измеряемого объекта с малыми базисами, затем после группирования фрагментов по координате 7„(уп), перед идентификацией проводят грунпирование 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, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и моделирования измеряемого объекта за счет увеличения надежности идентификации, в него введены третья и четверта.:; телекамеры, котоСоставитель И.Калинкин

Техред M.дндык Корректор Н Король

Редактор Н.Гунько

Заказ 1401 Тираж 424 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, I01

5 1647588 6 рые образуют соответственно с первой с аналоговыми корреляторами видеосиги второй телекамерами стереосистемы с налов соответственно, первые и втомалым базисом, первый и второй изме- рые информационные входы которых соерительно-управляющие блоки с аналого- динены соответственно с видеовыходавымн корреляторами видеосигналов

5 мн первой, третьей и второй, четвери узел сопряжения, выход которого той телекамер, управляющие входц косоединен с соответствующим информа- торых соединены соответственно с цнонным входом блока обработки, а пер- первыми и вторыми управляющими выходавый и второй информационные входы 10 ми первого и второго измерительносоединены с выходами первого-и второ- управляющих блоков с аналоговыми корго измернтельно-управляющих блоков реляторами видеосигнапов.