基于特征标记的物体6D位姿测量方法

6D位姿是目标物体基于平面矢量和旋转矢量的位置和姿态.基于单目RGB相机进行6D位姿估计的传统方法由于标记点少、识别率较低等原因,易导致测量精度不高.为提高物体位姿测量的精度,论文提出了一种基于特征标记的物体6D位姿测量方法.首先,设计一种能提供更多标记点且识别率高的特征标记,并通过相机识别被测物体上的特征标记获得3D-2D点对.其次,基于相机成像原理设计物体6D位姿测量系统与方法.然后,建立求解工件位姿变化的旋转矩阵和位移矩阵模型.最后,基于所建立的旋转矩阵模型与欧拉角之间的关系求解工件6D位姿.实验结果表明,在0-170 mm位移范围内,沿X、Y、Z轴位移测量误差小于0.5 mm;在0-30°旋转范围内,其绕X、Y轴旋转角度测量误差小于0.8°;在0-45°旋转范围内,其绕Z轴旋转角度测量误差小于0.8°;测量物体绕X、Y轴旋转角度误差耗时小于1.5 s,绕Z轴旋转角度误差耗时小于2 s;测量物体沿X、Z轴位移误差耗时小于2 s,沿Z轴位移误差耗时小于2.5 s;能够满足实际生产要求.实验结果检验了论文所提方法的有效性,可用于实际生产环境中.