一種基于虛擬雙目視覺的石壁爆破孔檢測與定位裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種基于虛擬雙目視覺的石壁爆破孔檢測與定位裝置，裝置主要包視覺模塊、控制模塊以及炸藥植入機(jī)械手。本實(shí)用新型利用一個(gè)攝像機(jī)從不同的視角對孔進(jìn)行搜索、分割、鎖定，在鎖定目標(biāo)孔后，調(diào)用另一個(gè)角度取得的目標(biāo)孔圖像，與在先獲得的目標(biāo)孔圖像聯(lián)合進(jìn)行雙目標(biāo)定，并將標(biāo)定所得坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到機(jī)械手底座坐標(biāo)系，即可定位目標(biāo)孔相對于工作機(jī)械手的當(dāng)前空間坐標(biāo)位置。
【專利說明】一種基于虛擬雙目視覺的石壁爆破孔檢測與定位裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于測控【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于虛擬雙目視覺的石壁爆破孔檢 測與定位裝置及定位方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在大型土木工程中通常需要對山體進(jìn)行爆破，一般首先在石壁上鉆孔，然后裝入 炸藥。然而，由于野外環(huán)境中石壁很高、表面積大且表面形貌極不規(guī)則，采用人工植入炸藥 不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，且危險(xiǎn)性很高，若采用自動(dòng)化設(shè)備植入炸藥，又因大部分孔洞與 設(shè)備上的操作者距離太遠(yuǎn)、孔口形貌不規(guī)則易與小石塊混淆等原因使設(shè)備操作人員經(jīng)常漏 裝或錯(cuò)裝許多孔洞，因而需要開發(fā)爆破孔自動(dòng)檢測與定位裝置，為操作者提供空位置信息， 提高炸藥植入的準(zhǔn)確性，降低漏裝率和操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型提供一種能夠代替人工自動(dòng)完成石壁爆破孔的檢測與定位的、基于虛 擬雙目視覺的石壁爆破孔檢測與定位裝置。
[0004] 本實(shí)用新型的目是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種基于虛擬雙目視覺的石壁爆破孔檢測與定位 裝置，包括攝像機(jī)，攝像機(jī)安裝在多關(guān)節(jié)可移動(dòng)機(jī)械手上，攝像機(jī)通過信號線與圖像采集卡 連接，圖像采集卡與計(jì)算機(jī)連接，多關(guān)節(jié)可移動(dòng)機(jī)械手通過控制模塊與計(jì)算機(jī)連接，視覺模 塊通過信號線與計(jì)算機(jī)連接。
[0005] 所述的控制模塊上還設(shè)有位移和速度傳感器。
[0006] 所述的位移和速度傳感器的信號傳遞給控制模塊。
[0007] 本實(shí)用新型提供的基于虛擬雙目視覺的石壁爆破孔檢測與定位裝置，通過機(jī)械手 的平移運(yùn)動(dòng)，攝像機(jī)能夠從兩個(gè)不同的視角拍攝同一孔域的圖像，并將圖像通過采集卡送 入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，通過本實(shí)用新型提供的方法，能夠準(zhǔn)確將石壁上的孔定位，以便于采用 機(jī)械的方式在孔中植入炸藥，本實(shí)用新型能夠克服操作者距離孔口遠(yuǎn)、孔口形貌不規(guī)則易 與小石塊混淆等問題而準(zhǔn)確定位爆破孔，可代替人員操作，降低安全生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0009] 圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)組成示意圖。
[0010] 圖2a、圖2b是預(yù)處理后的爆破孔圖像。
[0011] 圖3是爆破孔虛擬雙目標(biāo)定模型圖，圖3中f為攝像機(jī)焦距，是由相機(jī)決定的已知 量；(叫， V(l)是相機(jī)成像平面中心點(diǎn)的坐標(biāo)，P為目標(biāo)孔中心，Pp P2分別為孔中心P在攝像 機(jī)兩不同拍攝視角中的成像坐標(biāo)；u、u'分別為P在兩不同視角下攝像機(jī)中成像的橫坐標(biāo)； C、C'分別為攝像機(jī)在兩不同拍攝視角時(shí)的坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步 的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。
[0013] 本實(shí)用新型提供的基于虛擬雙目視覺的石壁爆破孔檢測與定位裝置結(jié)構(gòu)如下：如 圖1所示，包括攝像機(jī)1，攝像機(jī)1安裝在多關(guān)節(jié)可移動(dòng)機(jī)械手7上，攝像機(jī)1通過信號線 與圖像采集卡2連接，圖像采集卡2與計(jì)算機(jī)連接，多關(guān)節(jié)可移動(dòng)機(jī)械手7通過控制模塊5 與計(jì)算機(jī)3連接，控制模塊中包含有速度和位移傳感器，視覺模塊4通過信號線與計(jì)算機(jī)3 連接。
[0014] 以下為本實(shí)用新型的一個(gè)操作實(shí)例：
[0015] 通過機(jī)械手7的平移運(yùn)動(dòng)，攝像機(jī)1能夠從兩個(gè)不同的視角拍攝同一孔域6的圖 像，并將圖像通過采集卡2送入計(jì)算機(jī)。視覺模塊4常規(guī)的圖象處理軟件的去噪、增強(qiáng)等 操作分別對兩幅圖像進(jìn)行處理，搜索圖像中孔域并鎖定其中一孔為當(dāng)前目標(biāo)孔（如孔2)， 如圖2a所示。
[0016] 通過視覺模塊4中的圖像處理軟件對目標(biāo)孔的圖像進(jìn)行處理，分別獲得其在第一 視角和第二視角中的二維圖像坐標(biāo)？1(11^)和？2(11'，v')，此時(shí)，若攝像機(jī)處于第二視 角時(shí)的光軸平行于其處于第一視角時(shí)的光軸，則可以通過三角關(guān)系求出目標(biāo)孔在以攝像機(jī) 1 (第一視角）為參考的坐標(biāo)系C中的三維坐標(biāo)（X，Y，Z)。
[0017] 根據(jù)圖3所示的爆破孔的雙目標(biāo)定模型圖，可得：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于虛擬雙目視覺的石壁爆破孔檢測與定位裝置，其特征在于：包括攝像機(jī) (1) ，攝像機(jī)（1)安裝在多關(guān)節(jié)可移動(dòng)機(jī)械手（7)上，攝像機(jī)（1)通過信號線與圖像采集卡 (2) 連接，圖像采集卡（2)與計(jì)算機(jī)連接，多關(guān)節(jié)可移動(dòng)機(jī)械手（7)通過控制模塊（5)與計(jì) 算機(jī)（3 )連接，視覺模塊（4 )通過信號線與計(jì)算機(jī)（3 )連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬雙目視覺的石壁爆破孔檢測與定位裝置，其特 征在于：所述的控制模塊（5)上還設(shè)有位移和速度傳感器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于虛擬雙目視覺的石壁爆破孔檢測與定位裝置，其特 征在于：所述的位移和速度傳感器的信號傳遞給控制模塊（5)。
【文檔編號】G01B11/00GK204202556SQ201420587831
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】陳從平, 黃正 申請人:三峽大學(xué)