相比安装传感器或利用激光跟踪仪等复杂的检测方法或昂贵的检测设备,双目视觉这一非接触手段可在多种条件下灵活地获得目标立体信息,为并联机构的位姿监测提供了更为快捷有效的途径。以3PSS/S并联机构为研究对象,基于双目视觉,提出一套并联机构位姿监测方法,主要包括阈值分割、边缘提取、动平台中心提取及三维重建等流程。采用最小二乘法、遗传算法和粒子群算法以提取双目图像中动平台中心点,并以残差为评判标准,选出自适应权重的粒子群算法(SAPSO)作为最优算法。最后,将整体流程进行可视化显示。该方法简单方便、可操作性强,并为进一步实现并联机构闭环控制奠定基础。 联机构三部分组成，其中双目摄像机对准并联机构，非接触地摄取其运动图像;计算机通过数据传输线与双目摄像机相连，负责处理由双目摄像机所摄回的图像，并返回并联机构动平台的位姿。图13PSS/S并联机构位姿监测系统示意图F对动平台为圆形的3PSS/S并联机构［15］，如图2所示，基于双目视觉，进行其动平台位姿监测的步骤如下:1)搭建双目立体监测平台，制作标定板，标定左右相机内外参数;2)利用双目立体监测平台，采集并联机构图像，经阈值分割和腐蚀处理提取动平台标识区域;3)将图像二值化处理，建立边缘搜索模型，搜索动平台标识区域边缘;4)采用最小二乘法、遗传算法和粒子群算法，分别进行边缘点椭圆拟合，提取动平台中心;5)三维重建出并联机构动平台中心点世界坐标本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name。图23PSS/S并联机构结构图F用张氏标定法［16］，机构位姿监测算法-数控滚圆机液压滚弧机折弯机张家港电动滚圆机滚弧机折弯机即可完成左右相机内外参数的标定，不予赘述机构位姿监测算法-数控滚圆机液压滚弧机折弯机张家港电动滚圆机滚弧机折弯机。2阈值分割与边缘提取从摄像机所拍摄的图像中提取机构动平台边缘点的关键在于，如何将动平台从机构图像背景中分离出来。此时，一种简便直接的方法便是利用图像本身的特征———颜色空间，将所得图像进行阈值分割，以将所需目标凸显，去除干扰背景。2．1阈值分割阈值分割，即选取合适阈值把图像分成目标和背景，进而去除背景，保留目标［17］。将所摄取的3PSS/S并联机构图像表示在ＲGB颜色空间中，即得到各像素点(xi，yj)处的Ｒ、G、B分量矩阵Ym×n×3，其中m和n分周围4个相邻像素点，并设置提取条件:若(xi，yj)点像素值珘Y为0，且相邻4个像素点中至少有一个像素为1，则该点被认作一个边缘点，即满足:珘Y(xi，yj)=0珘Y(xi－1，yj)+珘Y(xi，yj－1)+珘Y(xi，yj+1)+珘Y(xi+1，yj)≥{1。(2)基于式(2)，对图4进行遍历搜索，并记录下满足条件的像素点坐标，进而得到并联机构动平台中心区域的边缘图像，如图5所示。图5边缘提取的图像Fi动平台中心点提取经阈值分割和边缘提取得到一系列的像素坐标值，而由于目标区域为圆形，考虑视角的影响，目标边缘点组成一个近于椭圆的轮廓，可借助椭圆拟合方法得到其中心点的像素坐标值。本文采用最小二乘法、遗传算法和粒子群算法分别进行椭圆拟合并加以对比。3．1基于最小二乘法的椭圆拟合最小二乘法是一种数学优化技术，由最小误差平方和得到其最优函数，这里即求边缘检测出来的每个像素点到待检测曲线距离的平方和［18］。对像素坐标(xu，yu)，由椭圆方程隐式形式:Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F=0，(3)令F=－1，则所提取的边缘点像素坐标值满足:本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.gunyuanji.name