本发明涉及目标监测，具体为应用人工智能技术的目标智能化监测系统及方法。
背景技术：
1、在汽车的生产制造过程中，车轮定位以及刹车盘定位的精确度对制造车辆而言十分重要，轮胎定位指汽车的每个车轮、转向节和车桥与车架的安装应保持一定的相对位置，刹车盘定位有利于提高制造车辆的制动性能。
2、现有技术中，通常采用人工肉眼观察的方式，实现刹车盘的定位检测，但容易出现视觉疲劳而导致的检测误差，检测精确度较低；现有技术中，通过在车辆两侧设置相机实现对车轮定位的检测，在检测过程中，相机的设置位置会对车轮定位的检测精度产生较大影响，且在检测过程中需要根据相机的设置位置对车轮定位的检测相对值进行确定，基于确定结果，得到车轮定位的检测值，操作复杂。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供应用人工智能技术的目标智能化监测系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：应用人工智能技术的目标智能化监测方法，所述方法包括：
3、s10：将单目系统安装在地面上，将双目系统安装在机器人手臂上，在室外光线未照射进入单目系统的拍摄范围内时，通过单目系统对来料轮胎的车轮特征孔的图像信息和刹车盘的特征孔图像进行采集，在车轮特征孔图像和刹车盘特征孔图像的采集过程中，来料轮胎和刹车盘平行于单目系统放置，结合双目系统采集的各轮毂的图像信息，对待安装轮胎和待安装刹车盘的位置进行确定，机器人前往确定位置对待安装轮胎和待安装刹车盘进行抓取；
4、s20：通过机器人在各位置采集的图像，建立待安装轮胎与机器人之间的位姿关系模型；
5、s30：在机器人对待安装轮胎和待安装刹车盘进行安装时，对机器人抓取待安装刹车盘和待安装轮胎的角度值进行预测；
6、s40：对当前机器人抓取待安装刹车盘和待安装轮胎的角度数据进行采集，结合s30中预测的机器人抓取待安装刹车盘和待安装轮胎的角度值，对当前待安装刹车盘和待安装轮胎的定位偏移量进行监测。
7、进一步的，所述s10包括：
8、s101：通过单目系统采集的来料轮胎的车轮特征孔图像，构建像素坐标系z-v，像素坐标系以车轮特征孔图像的左上角为坐标原点，以坐标原点为起点，水平向右的数轴为z轴，垂直向下的数轴为v轴；
9、通过单目系统采集的刹车盘的特征孔图像，构建像素坐标系e-t，像素坐标系以刹车盘特征孔图像的左上角为坐标原点，以坐标原点为起点，水平向右的数轴为e轴，垂直向下的数轴为t轴；
10、s102：在构建的像素坐标系z-v中，对车轮特征孔图像中各特征孔中心的像素坐标进行获取，结合双目系统采集的各轮毂的图像信息，构建待安装轮胎的匹配模型，对待安装轮胎的位置进行确定；
11、s103：匹配模型的具体构建方法为：根据两点间距离公式，对来料轮胎中各车轮特征孔中心距离来料轮胎中心的距离值，以及来料轮胎中相邻两特征孔中心之间的距离值进行计算，根据双目系统采集的各轮毂的图像信息，在轮毂图像采集过程中，双目系统平行于轮毂放置，对各轮毂中相邻两特征孔与轮毂中心之间的夹角进行获取；
12、构建匹配模型：，对待安装轮胎的位置进行确定，当时，表示当前来料轮胎为待安装轮胎，当时，表示当前来料轮胎非待安装轮胎，其中，i=1,2,…,n，表示来料轮胎中各车轮特征孔对应的编号，n表示编号总数，表示来料轮胎中编号为i的车轮特征孔中心距离来料轮胎中心的距离值，当时，表示来料轮胎中编号为i+1的车轮特征孔中心距离来料轮胎中心的距离值，表示来料轮胎中编号为i的车轮特征孔中心距离编号为i+1的车轮特征孔中心的距离值，当时，表示来料轮胎中编号为1的车轮特征孔中心距离来料轮胎中心的距离值，表示来料轮胎中编号为n的车轮特征孔中心距离编号为1的车轮特征孔中心的距离值，j=1,2,…,m，表示车体中各轮毂对应的编号，m表示车体中存在的轮毂总数，表示车体中编号为j的轮毂中相邻两特征孔与轮毂中心之间的夹角；
13、s104：在构建的像素坐标系e-t中，对刹车盘特征孔图像中各特征孔中心的像素坐标进行获取，结合双目系统采集的各轮毂的图像信息，构建待安装刹车片的匹配模型，对待安装刹车盘的位置进行确定，具体的匹配模型为：，其中，w=1,2,…,q，表示刹车盘中各特征孔对应的编号，q表示刹车盘中存在的特征孔总数，表示刹车盘中编号为w的特征孔中心距离刹车盘中心的距离值，当时，表示刹车盘中编号为w+1的特征孔中心距离刹车盘中心的距离值，表示刹车盘中编号为w的特征孔中心距离编号为w+1的特征孔中心的距离值，当时，表示刹车盘中编号为1的特征孔中心距离刹车盘中心的距离值，表示刹车盘中编号为q的特征孔中心距离编号为1的特征孔中心的距离值；
14、当时，表示当前刹车盘为待安装刹车盘，当时，表示当前刹车盘非待安装刹车盘。
15、进一步的，所述s20建立待安装轮胎与机器人之间的位姿关系模型的具体方法为：
16、当时，对车体中编号为j的轮毂对应的具体编号值进行确定，根据确定结果，对车轮安装位置进行确定，当时，对车体中编号为j的轮毂对应的具体编号值进行确定，根据确定结果，对刹车盘安装位置进行确定；
17、在机器人抓取待安装轮胎后，启动双目系统，在机器人前往车轮安装位置的过程中，当机器人停稳时触发双目系统中的工业相机，通过标定板标定的方法，对主、从工业相机的内部参数和外部参数进行计算，通过计算的外部参数和内部参数，将基于双目系统中主、从工业相机采集的图像构建的像素坐标系，转换为三维空间的实物坐标系，三维空间的实物坐标系以待安装轮胎中心为坐标原点；
18、以机器人基座上的任一点作为原点构建三维空间坐标系a，结合三维空间的实物坐标系b，建立待安装轮胎中心与机器人之间的位姿关系模型，具体的位姿关系模型为：
19、；
20、其中，表示三维空间的实物坐标系相对于三维空间坐标系的旋转矩阵，表示三维空间的实物坐标系的原点在三维空间坐标系下的位置，，t表示转置，，，分别表示三维空间的实物坐标系原点分别在三维空间坐标系中三个坐标轴上的坐标分量，h表示待安装轮胎中心在三维空间坐标系中的姿态。
21、进一步的，所述s30包括：
22、s301：在机器人对待安装轮胎进行安装时，根据机器人所在位置对三维空间坐标系的坐标原点进行确定，结合建立的位姿关系模型，在机器人对待安装轮胎进行安装时，对待安装轮胎中心与机器人之间的位姿关系进行确定；
23、s302：利用双目系统中的主、从工业相机对车轮安装位置的图像进行采集，通过计算的外部参数和内部参数，将基于双目系统中主、从工业相机采集的车轮安装位置的图像构建的像素坐标系，转换为车轮安装位置的三维空间坐标系c，车轮安装位置的三维空间坐标系以车轮安装位置中心为坐标原点，结合确定坐标原点的三维空间坐标系a，建立车轮安装位置中心与机器人之间的位姿关系模型，具体的位姿关系模型为：，其中，表示车轮安装位置的三维空间坐标系相对于三维空间坐标系的旋转矩阵，表示车轮安装位置的三维空间坐标系原点在三维空间坐标系下的位置，， ，，分别表示车轮安装位置的三维空间坐标系原点分别在三维空间坐标系中三个坐标轴上的坐标分量，u表示车轮安装位置中心在三维空间坐标系中的姿态；
24、在三维空间坐标系中随机选取一点，令选取点在三维空间坐标系中的坐标为，对机器人抓取待安装轮胎的角度值进行预测，具体的预测公式为：
25、；
26、其中，表示机器人抓取待安装轮胎的角度值，k为常数且k≠0，表示点在三维空间坐标系中x轴上的坐标分量；
27、s303：利用双目系统中的主、从工业相机对刹车盘安装位置的图像进行采集，通过计算的外部参数和内部参数，将基于双目系统中主、从工业相机采集的刹车盘安装位置的图像，构建的像素坐标系转换为刹车盘安装位置的三维空间坐标系d，刹车盘安装位置的三维空间坐标系以刹车盘安装位置中心为坐标原点，结合确定坐标原点的三维空间坐标系a，建立刹车盘安装位置中心与机器人之间的位姿关系模型，具体的位姿关系模型为：，其中，表示刹车盘安装位置的三维空间坐标系相对于三维空间坐标系的旋转矩阵，表示刹车盘安装位置的三维空间坐标系原点在三维空间坐标系下的位置，， ，，分别表示刹车盘安装位置的三维空间坐标系原点分别在三维空间坐标系中三个坐标轴上的坐标分量，g表示刹车盘安装位置中心在三维空间坐标系中的姿态；
28、在三维空间坐标系中随机选取一点，令选取点在三维空间坐标系中的坐标为，对机器人抓取待安装刹车盘的角度值进行预测，具体的预测公式为：
29、；
30、其中，表示机器人抓取待安装刹车盘的角度值，h为常数且h≠0，表示点在三维空间坐标系中x轴上的坐标分量。
31、进一步的，所述s40对当前待安装刹车盘和待安装轮胎的定位偏移量进行监测的具体方法为：
32、对当前机器人抓取待安装轮胎的角度值进行采集，根据对当前待安装轮胎的定位偏移量进行计算，其中，表示当前待安装轮胎的定位偏移量；
33、对当前机器人抓取待安装刹车盘的角度值进行采集，根据对当前待安装刹车盘的定位偏移量进行计算，表示当前待安装刹车盘的定位偏移量；
34、根据计算的和，对当前机器人抓取待安装轮胎和待安装刹车盘的角度值进行调整。
35、应用人工智能技术的目标智能化监测系统，所述系统包括机器人抓取位置确定模块、位姿关系模型构建模块、机器人抓取角度预测模块和定位偏移量监测模块；
36、所述机器人抓取位置确定模块用于对待安装轮胎和待安装刹车盘的位置进行确定，机器人前往确定位置对待安装轮胎和待安装轮胎进行抓取；
37、所述位姿关系模块构建模块用于建立待安装轮胎与机器人之间的位姿关系模型；
38、所述机器人抓取角度预测模块用于对机器人抓取刹车盘和待安装轮胎的角度值进行预测；
39、所述定位偏移量监测模块用于对当前刹车盘和待安装轮胎的定位偏移量进行监测。
40、进一步的，所述机器人抓取位置确定模块包括像素坐标系构建单元、匹配模型构建单元和机器人抓取位置确定单元；
41、所述像素坐标系构建单元通过单目系统采集的来料轮胎的车轮特征孔图像，以及采集的刹车盘的特征孔图像，分别构建像素坐标系；
42、所述匹配模型构建单元在构建的像素坐标系中，对车轮特征孔图像中各特征孔中心的像素坐标，以及刹车盘特征孔图像中各特征孔中心的像素坐标进行获取，结合双目系统采集的各轮毂的图像信息，构建待安装刹车片和待安装轮胎的匹配模型；
43、所述机器人抓取位置确定单元根据构建的匹配模型，对待安装轮胎和待安装刹车片的位置进行确定。
44、进一步的，所述位姿关系模块构建模块包括车轮安装位置确定单元、三维空间实物坐标系获取单元和位姿关系模型构建单元；
45、所述车轮安装位置确定单元根据匹配模型构建单元构建的匹配模型的计算结果，对车轮安装位置和刹车盘安装位置进行确定；
46、所述三维空间实物坐标系获取单元在机器人抓取待安装轮胎后，启动双目系统，在机器人前往车轮安装位置的过程中，当机器人停稳时触发双目系统中的工业相机，通过标定板标定的方法，对主、从工业相机的内部参数和外部参数进行计算，通过计算的外部参数和内部参数，将基于双目系统中主、从工业相机采集的图像构建的像素坐标系，转换为三维空间的实物坐标系；
47、所述位姿关系模型构建单元以机器人基座上的任一点作为原点构建三维空间坐标系，结合三维空间的实物坐标系，建立待安装轮胎中心与机器人之间的位姿关系模型。
48、进一步的，所述机器人抓取角度预测模块包括位姿关系确定单元、待安装轮胎抓取角度预测单元和刹车盘抓取角度预测单元；
49、所述位姿关系确定单元在机器人对待安装轮胎进行安装时，根据机器人所在位置对三维空间坐标系的坐标原点进行确定，结合建立的位姿关系模型，在机器人对待安装轮胎进行安装时，对待安装轮胎中心与机器人之间的位姿关系进行确定；
50、所述待安装轮胎抓取角度预测单元基于车轮安装位置中心与机器人之间的位姿关系模型，以及待安装轮胎中心与机器人之间的位姿关系模型，对机器人抓取待安装轮胎的角度值进行预测；
51、所述刹车盘抓取角度预测单元基于刹车盘安装位置中心与机器人之间的位姿关系模型，以及待安装轮胎中心与机器人之间的位姿关系模型，对机器人抓取待安装刹车盘的角度值进行预测。
52、进一步的，所述定位偏移量监测模模块包括定位偏移量计算单元一、定位偏移量计算单元二和调整单元；
53、所述定位偏移量计算单元一对当前机器人抓取待安装轮胎的角度值进行采集，结合待安装轮胎抓取角度预测单元的预测结果，对当前待安装轮胎的定位偏移量进行计算；
54、所述定位偏移量计算单元二对当前机器人抓取待安装刹车盘的角度值进行采集，结合刹车盘抓取角度预测单元的预测结果，对当前待安装刹车盘的定位偏移量进行计算；
55、所述调整单元根据定位偏移量计算单元一和定位偏移量计算单元二的计算结果，对当前机器人抓取待安装轮胎和待安装刹车盘的角度值进行调整。
56、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
57、1.本发明通过将双目系统安装在机器人机械手臂上，对待安装轮胎与机器人之间的位姿关系模型、车轮安装位置中心与机器人之间的位姿关系模型，以及刹车盘安装位置中心与机器人之间的位姿关系模型进行构建，构建的位姿关系模块，消除了相机设置位置对轮胎定位和刹车盘定位精度产生的影响，利用人工智能技术实现对轮胎和刹车盘安装位置的定位检测，相较于人工定位检测而言，提高了检测效率和检测精度。
58、2.本发明通过构建的预测模型在机器人对待安装轮胎和待安装刹车盘进行安装时，对机器人抓取待安装轮胎和待安装刹车盘的角度进行预测，通过将预测的机器人抓取待安装轮胎和待安装刹车盘的角度，与当前机器人抓取待安装轮胎和待安装刹车盘的角度值，对当前待安装刹车盘和待安装轮胎的定位偏移量进行计算，基于计算结果，对机器人的抓取角度进行调整，避免机器人在安装轮胎和刹车器时存在安装偏差，从而导致安全事故的发生，进一步提高了系统对目标的监测效果。
59、3.本发明在对待安装轮胎和待安装刹车盘进行确定时，通过构建的像素坐标系对车轮特征孔图像中各特征孔中心的像素坐标，以及刹车盘特征孔图像中各特征孔中心的像素坐标进行获取，结合双目系统采集的各轮毂的图像信息，构建匹配模型，对待安装轮胎和待安装刹车盘的位置进行确定，此过程通过相邻两特征孔与待安装轮胎中心或待安装刹车盘中心之间的夹角实现对待安装轮胎或待安装刹车盘的确定，无需对获取的像素坐标进行其他处理，进一步提高了对待安装轮胎和待安装刹车盘的确定速率。
1.应用人工智能技术的目标智能化监测方法，其特征在于：所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的应用人工智能技术的目标智能化监测方法，其特征在于：所述s10包括：
3.根据权利要求2所述的应用人工智能技术的目标智能化监测方法，其特征在于：所述s20建立待安装轮胎与机器人之间的位姿关系模型的具体方法为：
4.根据权利要求3所述的应用人工智能技术的目标智能化监测方法，其特征在于：所述s30包括：
5.根据权利要求4所述的应用人工智能技术的目标智能化监测方法，其特征在于：所述s40对当前待安装刹车盘和待安装轮胎的定位偏移量进行监测的具体方法为：
6.一种应用权利要求1-5任一项所述的应用人工智能技术的目标智能化监测方法的应用人工智能技术的目标智能化监测系统，其特征在于：所述系统包括机器人抓取位置确定模块、位姿关系模型构建模块、机器人抓取角度预测模块和定位偏移量监测模块；
7.根据权利要求6所述的应用人工智能技术的目标智能化监测系统，其特征在于：所述机器人抓取位置确定模块包括像素坐标系构建单元、匹配模型构建单元和机器人抓取位置确定单元；
8.根据权利要求7所述的应用人工智能技术的目标智能化监测系统，其特征在于：所述位姿关系模块构建模块包括车轮安装位置确定单元、三维空间实物坐标系获取单元和位姿关系模型构建单元；
9.根据权利要求8所述的应用人工智能技术的目标智能化监测系统，其特征在于：所述机器人抓取角度预测模块包括位姿关系确定单元、待安装轮胎抓取角度预测单元和刹车盘抓取角度预测单元；
10.根据权利要求9所述的应用人工智能技术的目标智能化监测系统，其特征在于：所述定位偏移量监测模模块包括定位偏移量计算单元一、定位偏移量计算单元二和调整单元；
