CN113240748A - 一种应用于激光切割机的双相机定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于激光切割机的双相机定位方法，涉及激光切割机视觉定位领域，该双相机定位方法通过具有较大视野的第一相机完成初步定位，具有较高精度的第二相机完成精确定位，得出激光切割机移动的相对精确矢量，对待切割矢量相对于激光切割机精确定位，从而保证手动移动激光切割机切割超幅面矢量图时各个小板材上图案的连接精度。本发明提供的双相机定位方法实现全程自动化精确定位，减小误差，确保定位精度。

Description

一种应用于激光切割机的双相机定位方法

技术领域

本发明属于激光切割机的技术领域，特别涉及一种应用于激光切割机的双相机定位方法。

背景技术

目前，在激光加工技术领域，进行激光切割前，需要进行机械定位确保加工精度。现有激光切割机在面对尺寸大于激光切割机工作幅面的材料时，大多通过滚动送料的方式进行材料加工。对于刚性材料或者不适合滚动送料的材料，只能通过手动移动激光切割机进行加工，即将待加工板材划分为多个小板材，同时将待切割矢量图划分为多个分块矢量图，在加工完一块小板材的分块矢量图后，需要手动移动激光切割机到下一个待加工工位，加工下一块小板材上的分块矢量图。多次手动移动激光切割机无法保证精确定位到上一版的加工末端位置，故该加工方式无法保证超幅面切割图案时切割图案的连续性。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种应用于激光切割机的双相机定位方法，通过具有较大视野的第一相机完成初步定位，具有较高精度的第二相机完成精确定位，得出激光切割机移动的相对精确矢量，对待切割矢量相对于激光切割机精确定位，从而保证各个小矢量图的连接精度。

本发明的另一块目的在于提供一种应用于激光切割机的双相机定位方法，实现全程自动化精确定位，减小误差，确保定位精度。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种应用于激光切割机的双相机定位方法，包括装有双相机定位系统的激光切割机、安装切割头的横梁、第一相机、第二相机、待切割矢量图、待加工板材，第一相机与激光切割机固定连接，第二相机与安装切割头的横梁固定连接，双相机定位系统控制第二相机与切割头在X轴方向与Y轴方向上移动到指定位置，待加工板材幅面大于激光切割机的工作幅面，第一相机视野大于激光切割机的工作幅面，第二相机视野小于第一相机视野，第二相机精度高于第一相机精度，将待切割矢量图导入激光切割机的双相机定位系统，该双相机定位方法具体如下：

S1：是否进行过相机标定；若否，进入S2；若是，进入S3；

S2：对第一相机与第二相机分别进行相机标定，计算得到第一相机的畸变参数K1、像素长度P1、转换参数T1和第二相机的畸变参数K2、像素长度P2、转换参数T2，畸变参数能将对应相机拍摄的图像转换成消除相机畸变影响的图像实现畸变矫正，转换参数能将基于对应相机的图像坐标系中的图像坐标转换为基于激光切割机的机械坐标系中的机械坐标；

S3：将待加工板材划分为多块小板材，使小板材的幅面与激光切割机的工作幅面相应，且确定各个小板材的切割顺序，将待切割矢量图对应划分为多块待切割分块矢量图；依据待切割矢量图加工切割顺序为第一的小板材；小板材的幅面与激光切割机的工作幅面相应是指激光切割机的工作幅面大于或者等于小板材幅面，用户需根据实际工作情况确定激光切割机的工作幅面使激光切割机能够完成切割工作。

S4：双相机定位系统设定下一块待加工小板材的定位特征区，定位特征区设定在上一块已加工小板材与下一块待加工小板材的相邻区域，且使激光切割机位于上一个已加工的工位和下一个待加工的工位上时激光切割机工作幅面均覆盖该定位特征区，在定位特征区内设定至少两个标记图案，记录标记图案的中心的原定机械坐标(Ox，Oy)；将要应用于下一块待加工小板材上的待切割分块矢量图为原定输出矢量(Px，Py)；在定位特征区设置标记图案；双相机定位系统将标记图案生成模板并存储；

S5：手动移动激光切割机到下一个工位，使激光切割机工作幅面覆盖下一块待加工小板材，第一相机位于该待加工小板材的中心位置；

S6：第一相机对定位特征区进行拍照，双相机定位系统利用S2中计算得到的畸变参数K1对获取的图像进行对应的畸变校正，再利用S4中生成的模板对畸变校正后的图像进行模板匹配，得到定位特征区内的标记图案的中心的图像坐标(Fx，Fy)，再利用S2中计算得到的转换参数T1将该图像坐标(Fx，Fy)转换为基于激光切割机的机械坐标系中的机械坐标(Mx，My)，即为标记图案的中心的初步定位机械坐标；

S7：双相机定位系统带动第二相机运动到初步定位机械坐标位置，第二相机对标记图案拍照，双相机定位系统利用S2中计算得到的畸变参数K2对获取的图像进行对应的畸变校正，再利用S4中生成的模板对畸变校正后的图像进行模板匹配，得到标记图案的中心的图像坐标(Sx，Sy)，再利用S2中计算得到的转换参数T2将该图像坐标转换为基于激光切割机的机械坐标系中的机械坐标(Ax，Ay)。

S8：利用标记图案的中心的原定机械坐标(Ox，Oy)与基于激光切割机的机械坐标系中标记图案的中心的精确定位机械坐标(Ax，Ay)计算得到待输出仿射矩阵OutHomMat2D；待输出仿射矩阵包含了激光切割机从上一个已加工工位移动到下一个待加工工位后的相对位移和旋转角度信息，使待切割矢量图实现预定的相对位移和旋转角度，实现激光切割机与待切割矢量图相对位置的精确定位。

S9：利用原定输出矢量(Px，Py)与待输出仿射矩阵OutHomMat2D计算得到基于激光切割机的机械坐标系的待输出矢量(Qx，Qy)；双相机定位系统控制切割头加工该待输出矢量，完成该小板材上待切割分块矢量图的加工；

S10：是否完成切割顺序中最后一块小板材的加工；若否，进入S4；若是，该待加工板材加工结束。

进一步地，相机标定采用的是张正友标定法，第一相机的镜头为鱼眼镜头，第二相机的镜头为常规针孔镜头；相机标定包括畸变标定和旋转平移标定；S2步骤还包括，

S21：第一相机、第二相机分别进行畸变标定；

S22：第一相机、第二相机再分别进行旋转平移标定。

进一步地，S21中，畸变标定的具体步骤为，

S211：准备带有畸变标定图案的畸变标定板，畸变标定板幅面小于相机视野；

S212：将畸变标定板放置在相机下方，相机对畸变标定板进行拍照，确保相机可以拍全畸变标定板；是否拍完十张标定照片，若是，进入S214，若否，进入S213；

S213：将畸变标定板换一块位置，进入S212；

S214：利用10张标定图片，用对应相机模型进行畸变标定，若是鱼眼镜头相机，则采用鱼眼畸变模型，若是常规针孔镜头，则采用针孔标定模型；计算出畸变参数、像素长度并保存，畸变标定完成。畸变参数包括相机内参矩阵等，求解相机的畸变参数为现有技术。

进一步地，S22中，旋转平移标定的具体步骤为，

S221：准备旋转平移标定板，旋转平移标定板幅面小于第一相机视野；

S222：使用激光切割机的切割头在旋转平移标定板上切割两个十字，记录两个十字在基于激光切割机的机械坐标系中的机械坐标(Tx1，Tx1)和(Tx2，Tx2)；

S223：对应相机对两个十字进行拍照，并通过畸变参数对图像进行畸变矫正；

S224：用图像处理算法得出两个十字在基于第一相机的图像坐标系中的图像坐标(Gx1，Gy1)和(Gx2，Gy2)。

S224：计算机械坐标(Tx1，Tx1)与图像坐标(Gx1，Gy1)之间、机械坐标(Tx2，Tx2)与图像坐标(Gx2，Gy2)之间的转换仿射矩阵THomMat2D，该转换仿射矩阵记为转换参数，旋转平移标定完成。

因为不确定基于第一相机、第二相机的图像坐标系的原点与基于激光切割机的机械坐标系的原点的位置对应关系，固需要将基于第一相机、第二相机图像坐标系的图像坐标转为基于激光切割机的机械坐标系的机械坐标，实现旋转平移标定。计算转换仿射矩阵THomMat2D参考计算待输出仿射矩阵OutHomMat2D的计算方法。转换仿射矩阵THomMat2D包含基于对应相机图像坐标系的图像坐标到基于激光切割机的机械坐标系的机械坐标之间的转换信息。

进一步地，S4中，激光切割机的工作幅面与小板材幅面尺寸相等，位于相邻切割顺序上的两块小板材部分区域重叠，重叠区域为定位特征区，双相机定位系统在位于定位特征区内且不切割待切割加工矢量图的区域生成至少两个Mark点，记录Mark点的中心的原定机械坐标(Ox，Oy)；在定位特征区设置标记图案是指双相机定位系统控制切割头在定位特征区依据原定机械坐标(Ox，Oy)加工出该Mark点作为下一块待加工小板材的标记图案；将双相机定位系统生成的Mark点生成模板并存储。Mark点的形状可以为圆、十字、菱形、椭圆、矩形、环形、正方形、三角形等标准简单图形。

或者，S4中，激光切割机的工作幅面与小板材幅面尺寸相等，位于相邻切割顺序上的两块小板材部分区域重叠，重叠区域为定位特征区，定位特征区为矩形区域；双相机定位系统在定位特征区内选取至少两个有效标记框，有效标记框内有已加工的矢量图，记录有效标记框的中心的原定机械坐标(Ox，Oy)；在定位特征区设置标记图案是指将该有效标记框内的矢量图作为下一块待加工小板材的标记图案；将这些有效标记框内的矢量图生成模板并存储。

进一步地，第二相机视野小于定位特征区的尺寸，双相机定位系统记录第二相机视野(Cx,，Cy)，选取有效标记框的具体步骤如下：

S41：双相机定位系统设定定位特征区时记录定位特征区矩形区域的左上角机械坐标为(LTX，LTY)，右下角机械坐标为(RBX，RBY)；

S42：双相机定位系统将第二相机视野尺寸作为标记框尺寸，在定位特征区内划分N个标记框；若RBY-LTY>RBX-LTX，则N个标记框纵向排列，N满足公式1＜N＜＝Ceil((RBY-LTY)/Cy)；若RBY-LTY<RBX-LTX，则N个标记框横向排列，N满足公式1＜N＜＝Ceil((RBX-LTX)/Cx)；

S43：依次判断各标记框内是否有已加工的矢量图；若有，则该标记框作为有效标记框保存；若没有，则该标记框作为无效标记框舍弃。

双相机定位系统记录激光切割机工作幅面宽为X、高为Y。

激光切割机从上一个已加工工位移动至下一个待加工工位为左右运动时，则RBY-LTY>RBX-LTX；若RBX-LTX＝Cx，RBY-LTY＝Y，则第N个标记框的左上角机械坐标为(LTX，LTY+Cy*(N-1))，第N个标记框的右下角机械坐标为(RBX，RBY+Cy*(N-1))。若第N个标记框为有效标记框，则计算并存储该有效标记框的中心的原定机械坐标；

激光切割机从上一个已加工工位移动至下一个待加工工位为上下运动时，则RBY-LTY<RBX-LTX，若RBX-LTX＝X，RBY-LTY＝Cy，则第N个标记框的左上角机械坐标为(LTX+Cx*(N-1)，LTY)，第N个标记框的右下角机械坐标为(RBX+Cx*(N-1)，RBY)。若第N个标记框为有效标记框，则计算并存储该有效标记框的中心的原定机械坐标。

进一步地，S5中，手动移动激光切割机时第一相机会开启视频模式，第一相机在视频图像中标注出定位特征区预定位置，移动激光切割机至定位特征区置于预定位置实现激光切割机移动至下一个工位。双相机定位系统基于小板材的尺寸计算得出激光切割机的第一相机位于下一块待加工小板材中心位置时相应的定位特征区在图像坐标系中的理论位置，第一相机开启视频模式时将视频图像中的定位特征区的理论位置特别标注，手动移动激光切割机时，从第一相机的视频图像中观察到定位特征区置于理论位置上时则激光切割机已置于待加工工位。

本发明的优势在于：相比于现有技术，在本发明当中，双相机定位方法通过具有较大视野的第一相机完成初步定位，具有较高精度的第二相机完成精确定位，得出激光切割机移动的相对精确矢量，对待切割矢量相对于激光切割机精确定位，从而保证手动移动激光切割机切割超幅面矢量图时各个小板材上图案的连接精度。

本发明提供的双相机定位方法实现全程自动化精确定位，减小误差，确保定位精度。

附图说明

图1是本发明的流程图。

图2是本发明采用Mark点作为标记图案时的待加工板材划分示意图。

图3是本发明采用已加工的矢量图作为标记图案时的待加工板材划分示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

参见图1所示，本发明提供本发明提供一种应用于激光切割机的双相机定位方法，包括装有双相机定位系统的激光切割机、安装切割头的横梁、第一相机、第二相机、待切割矢量图、待加工板材，第一相机与激光切割机固定连接，第二相机与安装切割头的横梁固定连接，双相机定位系统控制第二相机与切割头在X轴方向与Y轴方向上移动到指定位置。待加工板材幅面大于激光切割机的工作幅面，第一相机视野大于激光切割机的工作幅面，第二相机视野小于第一相机视野，第二相机精度高于第一相机精度，将待切割矢量图导入激光切割机的双相机定位系统；该双相机定位方法具体如下：

S1：是否进行过相机标定；若否，进入S2；若是，进入S3；

S2：对第一相机与第二相机分别进行相机标定，计算得到第一相机的畸变参数K1、像素长度P1、转换参数T1和第二相机的畸变参数K2、像素长度P2、转换参数T2，畸变参数能将对应相机拍摄的图像转换成消除相机畸变影响的图像实现畸变矫正，转换参数能将基于对应相机的图像坐标系中的图像坐标转换为基于激光切割机的机械坐标系中的机械坐标；

S3：将待加工板材划分为四块小板材，使小板材的幅面与激光切割机的工作幅面相等，确定各个小板材的切割顺序，将待切割矢量图对应划分为多块待切割分块矢量图；依据待切割矢量图加工切割顺序为第一的小板材；激光切割机的工作幅面为600mm*450mm；四块小板材均为矩形，上一块已加工小板材与下一块待加工小板材部分区域重叠；

S4：双相机定位系统设定下一块待加工小板材的定位特征区，定位特征区设定在上一块已加工小板材与下一块待加工小板材的重叠区域，激光切割机位于上一个已加工的工位和下一个待加工的工位上时激光切割机工作幅面均覆盖该定位特征区，在定位特征区内设定两个标记图案，记录标记图案的中心的原定机械坐标(Ox，Oy)；将要应用于下一块待加工小板材上的待切割分块矢量图为原定输出矢量(Px，Py)；在定位特征区设置标记图案；双相机定位系统将标记图案生成模板并存储；

S5：手动移动激光切割机到下一个工位，使激光切割机工作幅面覆盖下一块待加工小板材，第一相机位于该待加工小板材的中心位置；

S6：第一相机对定位特征区进行拍照，双相机定位系统利用S2中计算得到的畸变参数K1对获取的图像进行对应的畸变校正，再利用S4中生成的模板对畸变校正后的图像进行模板匹配，得到定位特征区内的标记图案的中心的图像坐标(Fx，Fy)，再利用S2中计算得到的转换参数T1将该图像坐标(Fx，Fy)转换为基于激光切割机的机械坐标系中的机械坐标(Mx，My)，即为标记图案的中心的初步定位机械坐标；

S7：双相机定位系统带动第二相机运动到初步定位机械坐标位置，第二相机对标记图案拍照，双相机定位系统利用S2中计算得到的畸变参数K2对获取的图像进行对应的畸变校正，再利用S4中生成的模板对畸变校正后的图像进行模板匹配，得到标记图案的中心的图像坐标(Sx，Sy)，再利用S2中计算得到转换参数T2将该图像坐标转换为基于激光切割机的机械坐标系中的机械坐标(Ax，Ay)，即为标记图案的中心的精确定位机械坐标；

S8：利用标记图案的中心的原定机械坐标(Ox，Oy)与基于激光切割机的机械坐标系中标记图案的中心的精确定位机械坐标(Ax，Ay)计算得到待输出仿射矩阵OutHomMat2D；待输出仿射矩阵包含了激光切割机从上一个已加工工位移动到下一个待加工工位后的相对位移和旋转角度信息，使待切割矢量图实现预定的相对位移和旋转角度，实现激光切割机与待切割矢量图相对位置的精确定位。

S9：利用原定输出矢量(Px，Py)与待输出仿射矩阵OutHomMat2D计算得到基于激光切割机的机械坐标系的待输出矢量(Qx，Qy)；双相机定位系统控制切割头加工该待输出矢量，完成该小板材上待切割分块矢量图的加工；

S10：是否完成切割顺序中最后一块小板材的加工；若否，进入S4；若是，该待加工板材加工结束。

其中，相机标定采用的是张正友标定法，第一相机的镜头为鱼眼镜头，第二相机的镜头为常规针孔镜头。第一相机的分辨率为2592*1944，第一相机的视野为激光切割机的幅面600mm*450mm，则像素长度P1为600/2592＝0.23mm/像素。第二相机分辨率为1920*960，视野为120mm*60mm，其中用于定位的有效视野为60mm*60mm，上下文中提到的第二相机视野尺寸指的是第二相机的有效视野尺寸，像素长度P2为120/1920＝0.06mm/像素。

相机标定包括畸变标定和旋转平移标定；S2步骤还包括，

S21：第一相机、第二相机分别进行畸变标定；

S22：第一相机、第二相机再分别进行旋转平移标定。

其中，S21中，畸变标定的具体步骤为，

S211：准备带有畸变标定图案的畸变标定板，畸变标定板幅面小于相机视野；

S212：将畸变标定板放置在相机下方，相机对畸变标定板进行拍照，确保相机可以拍全畸变标定板；是否拍完十张标定照片，若是，进入S214，若否，进入S213；

S213：将畸变标定板换一块位置，进入S212；

S214：利用10张标定图片，用对应相机模型进行畸变标定，若是鱼眼镜头相机，则采用鱼眼畸变模型，若是常规针孔镜头，则采用针孔标定模型；计算出畸变参数、像素长度并保存，畸变标定完成。畸变参数包括相机内参矩阵等，求解相机的畸变参数为现有技术。

其中，S22中，旋转平移标定的具体步骤为，

S221：准备旋转平移标定板，旋转平移标定板幅面小于第一相机视野；

S222：使用激光切割机的切割头在旋转平移标定板上切割两个十字，记录两个十字在基于激光切割机的机械坐标系中的机械坐标(Tx1，Tx1)和(Tx2，Tx2)；

S223：对应相机对两个十字进行拍照，并通过畸变参数对图像进行畸变矫正；

S224：用图像处理算法得出两个十字在基于对应相机的图像坐标系中的图像坐标(Gx1，Gy1)和(Gx2，Gy2)。

S224：计算机械坐标(Tx1，Tx1)与图像坐标(Gx1，Gy1)之间、机械坐标(Tx2，Tx2)与图像坐标(Gx2，Gy2)之间的转换仿射矩阵THomMat2D，该转换仿射矩阵记为转换参数，旋转平移标定完成。

因为不确定基于第一相机、第二相机的图像坐标系的原点与基于激光切割机的机械坐标系的原点的位置对应关系，固需要将基于第一相机、第二相机图像坐标系的图像坐标转为基于激光切割机的机械坐标系的机械坐标，实现旋转平移标定。计算转换仿射矩阵THomMat2D参考计算待输出仿射矩阵OutHomMat2D的计算方法。转换仿射矩阵THomMat2D包含基于对应相机图像坐标系的图像坐标到基于激光切割机的机械坐标系的机械坐标之间的转换信息。

参见图2，在本实施例中，采用Mark点作为标记图案，曲线表示待切割矢量图，圆形表示Mark点，十字表示第一相机所在位置。在S4中，双相机定位系统在位于定位特征区内且不切割待切割加工矢量图的区域生成两个Mark点，记录Mark点的中心的原定机械坐标(Ox，Oy)；在定位特征区设置标记图案是指双相机定位系统控制切割头在定位特征区依据原定机械坐标(Ox，Oy)加工出该Mark点作为下一块待加工小板材的标记图案；将双相机定位系统生成的Mark点生成模板并存储。Mark点的形状可以为圆形。

参见图3，在另一实施例中，采用已加工的矢量图作为标记图案，曲线表示待切割矢量图，十字表示第一相机所在位置，加粗黑色矩形框表示标记框。S4中，激光切割机的工作幅面与小板材幅面尺寸相等，位于相邻切割顺序上的两块小板材部分区域重叠，重叠区域为定位特征区，定位特征区为矩形区域；双相机定位系统在定位特征区内选取两个有效标记框，有效标记框内有已加工的矢量图，记录有效标记框的中心的原定机械坐标(Ox，Oy)；在定位特征区设置标记图案是指将该有效标记框内的矢量图作为下一块待加工小板材的标记图案；将这些有效标记框内的矢量图生成模板并存储。第二相机视野小于定位特征区的尺寸，双相机定位系统记录第二相机视野(Cx,，Cy)，选取有效标记框的具体步骤如下：

S41：双相机定位系统设定定位特征区时记录定位特征区矩形区域的左上角机械坐标为(LTX，LTY)，右下角机械坐标为(RBX，RBY)；

S42：双相机定位系统将第二相机视野尺寸作为标记框尺寸，在定位特征区内划分N个标记框；若RBY-LTY>RBX-LTX，则N个标记框纵向排列，N满足公式1＜N＜＝Ceil((RBY-LTY)/Cy)；若RBY-LTY<RBX-LTX，则N个标记框横向排列，N满足公式1＜N＜＝Ceil((RBX-LTX)/Cx)；

S43：依次判断各标记框内是否有已加工的矢量图；若有，则该标记框作为有效标记框保存；若没有，则该标记框作为无效标记框舍弃。

双相机定位系统记录激光切割机工作幅面宽为X、高为Y。

激光切割机从上一个已加工工位移动至下一个待加工工位为左右运动时，则RBY-LTY>RBX-LTX；若RBX-LTX＝Cx，RBY-LTY＝Y，则第N个标记框的左上角机械坐标为(LTX，LTY+Cy*(N-1))，第N个标记框的右下角机械坐标为(RBX，RBY+Cy*(N-1))。若第N个标记框为有效标记框，则计算并存储该有效标记框的中心的原定机械坐标；

激光切割机从上一个已加工工位移动至下一个待加工工位为上下运动时，则RBY-LTY<RBX-LTX；若RBX-LTX＝X，RBY-LTY＝Cy，则第N个标记框的左上角机械坐标为(LTX+Cx*(N-1)，LTY)，第N个标记框的右下角机械坐标为(RBX+Cx*(N-1)，RBY)。若第N个标记框为有效标记框，则计算并存储该有效标记框的中心的原定机械坐标。

在S5中，手动移动激光切割机时第一相机会开启视频模式，第一相机在视频图像中标注出定位特征区预定位置，移动激光切割机至定位特征区置于预定位置实现激光切割机移动至下一个工位。双相机定位系统基于小板材的尺寸计算得出激光切割机的第一相机位于下一块待加工小板材中心位置时相应的定位特征区在图像坐标系中的理论位置，第一相机开启视频模式时将视频图像中的定位特征区的理论位置特别标注，手动移动激光切割机时，从第一相机的视频图像中观察到定位特征区置于理论位置上时则激光切割机已置于待加工工位。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种应用于激光切割机的双相机定位方法，包括装有双相机定位系统的激光切割机、安装切割头的横梁、第一相机、第二相机、待切割矢量图、待加工板材，第一相机与激光切割机固定连接，第二相机与安装切割头的横梁固定连接，待加工板材幅面大于激光切割机的工作幅面，第一相机视野大于激光切割机的工作幅面，第二相机视野小于第一相机视野，第二相机精度高于第一相机精度，将待切割矢量图导入激光切割机的双相机定位系统，其特征在于，该双相机定位方法具体如下：

S1：是否进行过相机标定；若否，进入S2；若是，进入S3；

S2：对第一相机与第二相机分别进行相机标定，计算得到第一相机的畸变参数K1、转换参数T1和第二相机的畸变参数K2、转换参数T2，畸变参数能实现畸变矫正，转换参数能将基于对应相机的图像坐标转换为基于激光切割机的机械坐标；

S3：将待加工板材划分为多块小板材，使小板材的幅面与激光切割机的工作幅面相应，且确定各个小板材的切割顺序，将待切割矢量图对应划分为多块待切割分块矢量图；依据待切割矢量图加工切割顺序为第一的小板材；

S4：双相机定位系统设定下一块待加工小板材的定位特征区，且使激光切割机位于上一个已加工的工位和下一个待加工的工位上时激光切割机工作幅面均覆盖该定位特征区，在定位特征区内设定至少两个标记图案，记录标记图案的中心的原定机械坐标(Ox，Oy)；将要应用于下一块待加工小板材上的待切割分块矢量图为原定输出矢量(Px，Py)；在定位特征区设置标记图案；双相机定位系统将标记图案生成模板并存储；

S5：手动移动激光切割机到下一个工位，使激光切割机工作幅面覆盖下一块待加工小板材，第一相机位于该待加工小板材的中心位置；

S6：第一相机对定位特征区进行拍照，双相机定位系统利用S2中计算得到的畸变参数K1对获取的图像进行对应的畸变校正，再利用S4中生成的模板对畸变校正后的图像进行模板匹配，得到定位特征区内的标记图案的中心的图像坐标(Fx，Fy)，再利用S2中计算得到的转换参数T1将该图像坐标(Fx，Fy)转换为基于激光切割机的机械坐标系中的机械坐标(Mx，My)，即为标记图案的中心的初步定位机械坐标；

S7：双相机定位系统带动第二相机运动到初步定位机械坐标位置，第二相机对标记图案拍照，双相机定位系统利用S2中计算得到的畸变参数K2对获取的图像进行对应的畸变校正，再利用S4中生成的模板对畸变校正后的图像进行模板匹配，得到标记图案的中心的图像坐标(Sx，Sy)，再利用S2中计算得到的像素长度T2将该图像坐标转换为基于激光切割机的机械坐标系中的机械坐标(Ax，Ay)，即为标记图案的中心的精确定位机械坐标；

S8：利用标记图案的中心的原定机械坐标(Ox，Oy)与基于激光切割机的机械坐标系中标记图案的中心的精确定位机械坐标(Ax，Ay)计算得到待输出仿射矩阵OutHomMat2D；

S9：利用原定输出矢量(Px，Py)与待输出仿射矩阵OutHomMat2D计算得到基于激光切割机的机械坐标系的待输出矢量(Qx，Qy)；双相机定位系统控制切割头加工该待输出矢量，完成该小板材上待切割分块矢量图的加工；

S10：是否完成切割顺序中最后一块小板材的加工；若否，进入S4；若是，该待加工板材加工结束。

2.如权利要求1所述的应用于激光切割机的双相机定位方法，其特征在于：相机标定采用的是张正友标定法，第一相机的镜头为鱼眼镜头，第二相机的镜头为常规针孔镜头；相机标定包括畸变标定和旋转平移标定；S2步骤还包括，

S21：第一相机、第二相机分别进行畸变标定；

S22：第一相机、第二相机再分别进行旋转平移标定。

3.如权利要求2所述的应用于激光切割机的双相机定位方法，其特征在于：S21中，畸变标定的具体步骤为，

S211：准备带有畸变标定图案的畸变标定板，畸变标定板幅面小于相机视野；

S212：将畸变标定板放置在相机下方，相机对畸变标定板进行拍照，确保相机可以拍全畸变标定板；是否拍完十张标定照片，若是，进入S214，若否，进入S213；

S213：将畸变标定板换一块位置，进入S212；

S214：利用10张标定图片，用对应相机模型进行畸变标定，若是鱼眼镜头相机，则采用鱼眼畸变模型，若是常规针孔镜头，则采用针孔标定模型；计算出畸变参数、像素长度并保存，畸变标定完成。

4.如权利要求3所述的应用于激光切割机的双相机定位方法，其特征在于：S22中，旋转平移标定的具体步骤为，

S221：准备旋转平移标定板，旋转平移标定板幅面小于第一相机视野；

S222：使用激光切割机的切割头在旋转平移标定板上切割两个十字，记录两个十字在基于激光切割机的机械坐标系中的机械坐标(Tx1，Tx1)和(Tx2，Tx2)；

S223：对应相机对两个十字进行拍照，并通过畸变参数对图像进行畸变矫正；

S224：用图像处理算法得出两个十字在基于对应相机的图像坐标系中的图像坐标(Gx1，Gy1)和(Gx2，Gy2)。

S224：计算机械坐标(Tx1，Tx1)与图像坐标(Gx1，Gy1)之间、机械坐标(Tx2，Tx2)与图像坐标(Gx2，Gy2)之间的转换仿射矩阵THomMat2D，该转换仿射矩阵即为转换参数，旋转平移标定完成。

5.如权利要求4所述的应用于激光切割机的双相机定位方法，其特征在于：S4中，激光切割机的工作幅面与小板材幅面尺寸相等，位于相邻切割顺序上的两块小板材部分区域重叠，重叠区域为定位特征区，双相机定位系统在位于定位特征区内且不切割待切割加工矢量图的区域生成至少两个Mark点，记录Mark点的中心的原定机械坐标(Ox，Oy)；双相机定位系统控制切割头在定位特征区依据原定机械坐标(Ox，Oy)加工出该Mark点作为下一块待加工小板材的标记图案；将双相机定位系统生成的Mark点生成模板并存储。

6.如权利要求4所述的应用于激光切割机的双相机定位方法，其特征在于：S4中，激光切割机的工作幅面与小板材幅面尺寸相等，位于相邻切割顺序上的两块小板材部分区域重叠，重叠区域为定位特征区，定位特征区为矩形区域；双相机定位系统在定位特征区内选取至少两个有效标记框，有效标记框内有已加工的矢量图，记录有效标记框的中心的原定机械坐标(Ox，Oy)；将该有效标记框内的矢量图作为下一块待加工小板材的标记图案；将这些有效标记框内的矢量图生成模板并存储。

7.如权利要求6所述的应用于激光切割机的双相机定位方法，其特征在于：第二相机视野小于定位特征区的尺寸，双相机定位系统记录第二相机视野(Cx,，Cy)，选取有效标记框的具体步骤如下：

S41：双相机定位系统设定定位特征区时记录定位特征区矩形区域的左上角机械坐标为(LTX，LTY)，右下角机械坐标为(RBX，RBY)；

S42：双相机定位系统将第二相机视野尺寸作为标记框尺寸，在定位特征区内划分N个标记框；若RBY-LTY>RBX-LTX，则N个标记框纵向排列，N满足公式1＜N＜＝Ceil((RBY-LTY)/Cy)；若RBY-LTY<RBX-LTX，则N个标记框横向排列，N满足公式1＜N＜＝Ceil((RBX-LTX)/Cx)；

S43：依次判断各标记框内是否有已加工的矢量图；若有，则该标记框作为有效标记框保存；若没有，则该标记框作为无效标记框舍弃。

8.如权利要求5或6所述的应用于激光切割机的双相机定位方法，其特征在于：S5中，手动移动激光切割机时第一相机会开启视频模式，第一相机在视频图像中标注出定位特征区预定位置，移动激光切割机至定位特征区置于预定位置实现激光切割机移动至下一个工位。

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