一種基于雙目立體視覺(jué)的機(jī)械手抓取控制系統(tǒng)的控制方法
【專利摘要】一種基于雙目立體視覺(jué)的機(jī)械手抓取控制系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：標(biāo)定相機(jī)參數(shù)，然后通過(guò)示教機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)相機(jī)坐標(biāo)系和機(jī)械手坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換；線激光做弧面掃描云運(yùn)動(dòng)，同時(shí)相機(jī)采集圖像；對(duì)相機(jī)拍攝的圖像分別提取激光線；利用亞像素算法精確定位激光線的位置；對(duì)圖片中提取到的激光線進(jìn)行同名點(diǎn)匹配；通過(guò)三角測(cè)量原理計(jì)算激光線上每個(gè)點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)，完成對(duì)場(chǎng)景內(nèi)工件的掃描，獲得相機(jī)視野內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；建立工件點(diǎn)云模板，選取機(jī)械手抓取點(diǎn)位，將獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)與工件點(diǎn)云模板匹配，并計(jì)算出兩者間的轉(zhuǎn)換關(guān)系；將點(diǎn)云模板中機(jī)械手抓取點(diǎn)位置換算成當(dāng)前坐標(biāo)，并將其轉(zhuǎn)換為機(jī)械手坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，然后傳遞給機(jī)械手，機(jī)械手執(zhí)行動(dòng)作。
【專利說(shuō)明】
一種基于雙目立體視覺(jué)的機(jī)械手抓取控制系統(tǒng)的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及機(jī)械手抓取控制領(lǐng)域，具體涉及一種能實(shí)時(shí)獲取料箱內(nèi)工件的3D點(diǎn)云 數(shù)據(jù)，并通過(guò)模板匹配，引導(dǎo)機(jī)械手抓取和擺放工件的基于雙目立體視覺(jué)的機(jī)械手抓取控 制系統(tǒng)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，工業(yè)自動(dòng)化裝配受到越來(lái)越多的關(guān)注，由視覺(jué)引導(dǎo)機(jī)械手進(jìn)行工業(yè)裝配是 實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的重要途徑。在機(jī)械手執(zhí)行任務(wù)的過(guò)程中，控制機(jī)械手定位到目標(biāo)位置是 一個(gè)非常關(guān)鍵的問(wèn)題。CN103963058A基于多方位視覺(jué)定位的機(jī)械手臂抓取控制方法及方 法、CN104331894A-種基于雙目立體視覺(jué)的機(jī)器人拆垛方法以及CN104677330A-種小型雙 目立體視覺(jué)測(cè)距系統(tǒng)都公開了一種視覺(jué)引導(dǎo)機(jī)械手抓取方法。但這些方法都存在對(duì)不同型 號(hào)產(chǎn)品識(shí)別率差、定位精度難以滿足抓取擺放要求的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提出了一種基于雙目立體視覺(jué)的機(jī)械手抓取控制系統(tǒng)的控制方法，由雙目 立體視覺(jué)系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)物的二維圖像計(jì)算出目標(biāo)物的三維坐標(biāo)，然后根據(jù)此三維坐標(biāo)去控 制機(jī)械手自動(dòng)運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置，實(shí)現(xiàn)料箱內(nèi)任意擺放工件的抓取，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工件的擺放或 裝配，解決工業(yè)裝配或上下料的自動(dòng)化問(wèn)題，從而降低人力成本，提高生產(chǎn)效率，消除人力 操作潛在的安全隱患。
[0004] 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出 的一種基于雙目立體視覺(jué)的機(jī)械手抓取控制系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟：1)標(biāo)定相機(jī) 的內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)，然后通過(guò)示教機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)相機(jī)坐標(biāo)系和機(jī)械手坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換;2)線激 光做弧面掃描運(yùn)動(dòng)，同時(shí)位于線激光兩側(cè)的相機(jī)分別從左右兩個(gè)視角拍攝圖像;3)對(duì)雙相 機(jī)拍攝的兩幅圖像分別提取激光線;4)利用亞像素算法精確定位激光線的位置;5)對(duì)兩相 機(jī)圖片中提取到的激光線進(jìn)行同名點(diǎn)匹配;6)通過(guò)三角測(cè)量原理計(jì)算激光線上每個(gè)點(diǎn)的三 維空間坐標(biāo)，完成對(duì)場(chǎng)景內(nèi)工件的掃描，獲得相機(jī)視野內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；7)建立工件點(diǎn)云模 板，選取機(jī)械手抓取點(diǎn)位，然后將獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)與工件點(diǎn)云模板匹配，從而找到目標(biāo)工件 并計(jì)算出兩者間的轉(zhuǎn)換關(guān)系;8)將點(diǎn)云模板中設(shè)置的機(jī)械手抓取點(diǎn)位置通過(guò)步驟(7)計(jì)算 出的轉(zhuǎn)換關(guān)系換算成當(dāng)前坐標(biāo)，并將該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到機(jī)械手坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，將坐標(biāo)傳遞給 機(jī)械手，若坐標(biāo)值在機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)范圍之內(nèi)，則機(jī)械手執(zhí)行抓取工件和擺放工件的動(dòng)作，然 后相機(jī)開始拍攝圖像，進(jìn)入先一個(gè)拍攝抓取循環(huán)。
[0005] 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
[0006] 前述的根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，其中所述的步驟1中，通過(guò)編 碼后的圓形標(biāo)志點(diǎn)標(biāo)定相機(jī)，示教機(jī)械手時(shí)通過(guò)示教編碼后的圓形標(biāo)志點(diǎn)的位置完成對(duì)機(jī) 械手的示教，實(shí)現(xiàn)相機(jī)坐標(biāo)系和機(jī)械手坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。
[0007] 前述的控制方法，其中所述的步驟3中，提取激光線條時(shí)，采用激光線條光照無(wú)關(guān) 提取方法，即結(jié)合灰度閾值和圖片每行像素最值的方法實(shí)現(xiàn)激光線條光照無(wú)關(guān)的初步提 取。
[0008] 前述的控制方法，其中所述的步驟3中，在激光線條提取過(guò)程中，采用激光線條列 像素偏差限制的方法剔除因工件表面反射光線引起的激光線散亂。
[0009] 前述的控制方法，其中所述的步驟4中，采用灰度重心的方法精確的定位激光線的 線條中心，從而實(shí)現(xiàn)激光線條的亞像素的定位。
[0010]前述的控制方法，其中所述的步驟6中，通過(guò)三角測(cè)量原理計(jì)算激光線上點(diǎn)的三維 空間坐標(biāo)，具體計(jì)算過(guò)程為：
[0011]相機(jī)拍攝圖像后，相機(jī)上的一個(gè)像點(diǎn)與相機(jī)鏡頭中心確定一條直線，像點(diǎn)與鏡頭 中心這兩點(diǎn)的坐標(biāo)都在相機(jī)坐標(biāo)系下，這兩點(diǎn)組成的空間直線方程為：
[0012]
[0013]
[0014]其中，X，Y，Z為目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo);X，y，f為像點(diǎn)坐標(biāo);Xs，Ys，Zs是鏡頭中心坐標(biāo)； ai、bi、Ci為坐標(biāo)系變換參數(shù)；
[0015] 選取兩張圖像上的一對(duì)同名點(diǎn)，代入上述直線方程可得4個(gè)方程式組成的方程組， 從而得到X，Y，Z的值，即算出激光線上點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)。
[0016] 前述的控制方法，其中所述的步驟7具體包括以下步驟：1)啟動(dòng)雙相機(jī)系統(tǒng)，掃描 工件點(diǎn)云數(shù)據(jù)，然后在界面刪除錯(cuò)誤的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，即得到完成的工件點(diǎn)云模型；2)將步驟6 得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)與所述工件點(diǎn)云模型依據(jù)工件表面數(shù)據(jù)的曲率信息進(jìn)行點(diǎn)云匹配，得到目 標(biāo)工件;3)計(jì)算出點(diǎn)云數(shù)據(jù)與工件點(diǎn)云模型的轉(zhuǎn)換關(guān)系。
[0017] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明 基于雙目立體視覺(jué)的機(jī)械手抓取控制系統(tǒng)的控制方法可達(dá)到相當(dāng)?shù)募夹g(shù)進(jìn)步性及實(shí)用性， 并具有產(chǎn)業(yè)上的廣泛利用價(jià)值，其至少具有下列優(yōu)點(diǎn)：1)本系統(tǒng)通過(guò)雙目視覺(jué)和線激光掃 描結(jié)合的方式獲得工件點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并通過(guò)點(diǎn)云建模和匹配，得到工件抓取位置，進(jìn)而指引機(jī) 械手抓取和擺放工件，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手抓取擺放工件的自動(dòng)化，提高了企業(yè)生產(chǎn)效率， 增加企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
[0018] 2)本系統(tǒng)通過(guò)與機(jī)械手相結(jié)合，僅需要操控人員在電腦端設(shè)定工件抓取和擺放場(chǎng) 景，便可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境內(nèi)的無(wú)人化操作，保證了操作人員的安全性。
[0019] 3)本系統(tǒng)能直觀的顯示點(diǎn)云掃描過(guò)程，以及工件掃描結(jié)果。便于操作人員了解系 統(tǒng)的運(yùn)行狀況，使操作人員實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)的工作狀態(tài)，提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的硬件構(gòu)成圖；
[0021]圖2為本發(fā)明標(biāo)志點(diǎn)編碼圖；
[0022]圖3為本發(fā)明點(diǎn)云模板圖。
[0023]圖4為本發(fā)明系統(tǒng)的工作流程圖；
[0024]圖5本發(fā)明三角測(cè)量原理圖。
[0025] 【主要元件符號(hào)說(shuō)明】
[0026] 01-xyz:相機(jī)坐標(biāo)系
[0027] 02-xyz:相機(jī)坐標(biāo)系
[0028] Pl:相機(jī)坐標(biāo)中的點(diǎn) [0029] P2:相機(jī)坐標(biāo)中的點(diǎn)
[0030] SI:相機(jī)鏡頭中心位置 [0031] S2:相機(jī)鏡頭中心位置
[0032] W:真實(shí)空間中的點(diǎn)
【具體實(shí)施方式】
[0033] 為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的一種基于雙目立體視覺(jué)的機(jī)械手抓取控制系統(tǒng)的 控制方法其具體方法、步驟及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
[0034] 請(qǐng)參閱圖1-5,本發(fā)明一種基于雙目立體視覺(jué)的機(jī)械手抓取控制系統(tǒng)的控制方法， 包括以下步驟：
[0035] 1)標(biāo)定相機(jī)的內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)，然后通過(guò)示教機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)相機(jī)坐標(biāo)系和機(jī)械手 坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。在本發(fā)明實(shí)施中，通過(guò)編碼后的圓形標(biāo)志點(diǎn)標(biāo)定相機(jī)，示教機(jī)械手時(shí)通過(guò)對(duì) 通過(guò)編碼后的圓形標(biāo)志點(diǎn)位置的示教完成對(duì)機(jī)械手的示教，實(shí)現(xiàn)相機(jī)坐標(biāo)系和機(jī)械手坐標(biāo) 系的轉(zhuǎn)換。
[0036] 本發(fā)明實(shí)施例將8個(gè)圓形點(diǎn)組成一個(gè)圓形編碼點(diǎn)組，每一組編碼點(diǎn)位置關(guān)系均不 相同，且被賦予一個(gè)唯一的編號(hào)。圖2為編碼點(diǎn)組織圖，使用過(guò)程中，將編碼點(diǎn)按照編碼點(diǎn)組 裁剪開，并粘貼到標(biāo)定板上。利用編碼點(diǎn)來(lái)標(biāo)定相機(jī)的內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)，以及實(shí)現(xiàn)相機(jī)坐標(biāo) 系和機(jī)械手坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。本方法具有高的標(biāo)定精度，且能適應(yīng)多種圖像形變，適應(yīng)多種圖 像形變是因?yàn)榫幋a點(diǎn)提取時(shí)同時(shí)考慮了圓形點(diǎn)的形狀和亮度信息，而高的標(biāo)定精度是由于 圓形點(diǎn)圓心的提取以圓的外邊界作為支撐域，這比方格形標(biāo)定板采用角點(diǎn)提取的方法具有 更高的準(zhǔn)確性。同時(shí)，發(fā)明中的標(biāo)定方法同時(shí)矯正了相機(jī)鏡頭切向畸變和徑向畸變，進(jìn)一步 保證了測(cè)量精度。
[0037] 2)線激光做弧面掃描運(yùn)動(dòng)，同時(shí)位于線激光兩側(cè)的相機(jī)分別從左右兩個(gè)視角拍攝 工作。本發(fā)明機(jī)械手抓取控制系統(tǒng)的硬件包括兩個(gè)相機(jī)和一個(gè)位于兩相機(jī)之間的線激光 器，其構(gòu)成圖請(qǐng)參閱圖1。
[0038] 3)對(duì)雙相機(jī)拍攝的兩幅圖像分別提取激光線。提取投射到工件上的激光線條時(shí)， 采用激光線條光照無(wú)關(guān)提取方法，即結(jié)合灰度閾值和圖片每行像素最值的方法實(shí)現(xiàn)激光線 條光照無(wú)關(guān)的初步提取，該方法保證了在環(huán)境光照下激光線條的穩(wěn)定提取，實(shí)現(xiàn)了激光線 條提取對(duì)光照變化的弱敏感性。
[0039]在激光線條提取過(guò)程中，需要將激光線離群點(diǎn)移除，本發(fā)明采用激光線條列像素 偏差限制的方法剔除因工件表面反射光線引起的激光線散亂，該方法有效剔除了非激光線 上的離群點(diǎn)，為后續(xù)激光同名點(diǎn)的匹配提供準(zhǔn)確的種點(diǎn)。
[0040] 4)利用亞像素算法精確定位激光線的位置。本發(fā)明對(duì)于激光線上點(diǎn)的亞像素的定 位，采用灰度重心的方法精確的定位激光線的線條中心，從而實(shí)現(xiàn)激光線條的亞像素的定 位。該方法的應(yīng)用提高了算法的定位精度。
[0041 ] 5)對(duì)兩相機(jī)圖片中提取到的激光線進(jìn)行同名點(diǎn)匹配。
[0042] 6)通過(guò)三角測(cè)量原理計(jì)算激光線上每個(gè)點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)，完成對(duì)場(chǎng)景內(nèi)工件的 掃描，獲得相機(jī)視野內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
[0043]請(qǐng)參閱圖2,01-xyz與02-xyz分別是兩相機(jī)空間坐標(biāo)系；P1，P2是一對(duì)兒同名點(diǎn)； SI，S2是相機(jī)鏡頭的中心位置;W是真實(shí)空間中的一個(gè)點(diǎn)。Pl，Sl確定了空間中一條直線，P2， S2確定了另一條直線，它們?cè)诳臻g中相較于W。
[0044] 空間直線:相機(jī)拍攝圖像后，相機(jī)CCD上的一個(gè)像點(diǎn)與相機(jī)鏡頭中心可以確定一條 直線。像點(diǎn)與鏡頭中心這兩點(diǎn)的坐標(biāo)都在相機(jī)坐標(biāo)系下，這兩點(diǎn)組成的空間直線方程為：
[0045]
[0046]
[0047] 其中，X，Y，Z為目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，是未知數(shù)；
[0048] x，y，f為像點(diǎn)坐標(biāo)，是已知量(通過(guò)分析圖像得到）；
[0049] Xs，Ys，Zs是鏡頭中心坐標(biāo)，為已知量(在相機(jī)標(biāo)定過(guò)程得到）；
[0050] ai 為坐標(biāo)系變換參數(shù)，為已知量(在相機(jī)標(biāo)定過(guò)程得到）；
[0051 ] -張圖像可以列一個(gè)直線方程，兩張圖像就可以列兩個(gè)直線方程，共4個(gè)方程組， 而式中的未知數(shù)只有三個(gè)(三維點(diǎn)坐標(biāo)X，Y，Z)，因此，可算出三個(gè)未知數(shù)。
[0052] 7)建立工件點(diǎn)云模板，選取機(jī)械手抓取點(diǎn)位，然后將獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)與工件點(diǎn)云 模板匹配，從而找到目標(biāo)工件并計(jì)算出兩者間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。
[0053]不同于已有系統(tǒng)采用cad數(shù)據(jù)導(dǎo)入的方法，本發(fā)明采用工件點(diǎn)云自建模的方式設(shè) 定機(jī)械手抓取工件的位置。建模過(guò)程如下：?jiǎn)?dòng)雙相機(jī)系統(tǒng)，掃描工件點(diǎn)云數(shù)據(jù)，然后在界 面刪除錯(cuò)誤的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，即得到完成的工件點(diǎn)云模型，然后從中選取機(jī)械手抓取點(diǎn)位，點(diǎn)云 模板圖以及設(shè)定的機(jī)械手抓取工件位置請(qǐng)參閱圖3,該圖顯示的是3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)的一個(gè)視角， 在開發(fā)的系統(tǒng)界面可以3D查看。
[0054]建立工件的點(diǎn)云模板后，就可以進(jìn)行后續(xù)工件的掃描和機(jī)械手的控制。通過(guò)雙目 相機(jī)激光系統(tǒng)掃面工件獲得工件的3D數(shù)據(jù)，然后與點(diǎn)云模板自動(dòng)匹配。本發(fā)明采用的匹配 方法是依據(jù)工件表面數(shù)據(jù)的曲率信息進(jìn)行點(diǎn)云匹配，進(jìn)而將模板點(diǎn)云中設(shè)定的工件抓取位 置轉(zhuǎn)換到當(dāng)前工件坐標(biāo)系下，指引機(jī)械手抓取和擺放工件。采用工件表面點(diǎn)云數(shù)據(jù)的曲率 信息作為匹配項(xiàng)是因?yàn)楣ぜ砻娴那市畔⑹且粋€(gè)不變特征，只要工件表面不發(fā)生形變， 工件的曲率信息也不會(huì)發(fā)生改變。不同于已有的點(diǎn)、線、曲面匹配方法，本發(fā)明采用工件表 面數(shù)據(jù)曲率信息匹配工件，具有不依賴于工件形狀特征的優(yōu)勢(shì)，即使工件部分特征發(fā)生改 變，只要工件部分曲率能夠與模板工件相匹配，就能準(zhǔn)確的得到變換后的工件抓取位置。最 后根據(jù)點(diǎn)云匹配計(jì)算出點(diǎn)云數(shù)據(jù)與工件點(diǎn)云模型的轉(zhuǎn)換關(guān)系。
[0055] 8)將點(diǎn)云模板中設(shè)置的機(jī)械手抓取點(diǎn)位置通過(guò)步驟(7)計(jì)算出的轉(zhuǎn)換關(guān)系換算成 當(dāng)前坐標(biāo)，并將該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到機(jī)械手坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，將坐標(biāo)傳遞給機(jī)械手，若坐標(biāo)值在機(jī) 械手的運(yùn)動(dòng)范圍之內(nèi)，則機(jī)械手執(zhí)行抓取工件和擺放工件的動(dòng)作，然后相機(jī)開始拍攝圖像， 進(jìn)入先一個(gè)拍攝抓取循環(huán)。
[0056]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動(dòng)或修飾 為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì) 對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于雙目立體視覺(jué)的機(jī)械手抓取控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下 步驟： 1) 標(biāo)定相機(jī)的內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)，然后通過(guò)示教機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)相機(jī)坐標(biāo)系和機(jī)械手坐標(biāo) 系的轉(zhuǎn)換； 2) 線激光做弧面掃描運(yùn)動(dòng)，同時(shí)位于線激光兩側(cè)的相機(jī)分別從左右兩個(gè)視角拍攝圖 像； 3) 對(duì)雙相機(jī)拍攝的兩幅圖像分別提取激光線； 4) 利用亞像素算法精確定位激光線的位置； 5) 對(duì)兩相機(jī)圖片中提取到的激光線進(jìn)行同名點(diǎn)匹配； 6) 通過(guò)三角測(cè)量原理計(jì)算激光線上每個(gè)點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)，完成對(duì)場(chǎng)景內(nèi)工件的掃 描，獲得相機(jī)視野內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)； 7) 建立工件點(diǎn)云模板，選取機(jī)械手抓取點(diǎn)位，然后將獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)與工件點(diǎn)云模板 匹配，從而找到目標(biāo)工件并計(jì)算出兩者間的轉(zhuǎn)換關(guān)系； 8) 將點(diǎn)云模板中設(shè)置的機(jī)械手抓取點(diǎn)位置通過(guò)步驟(7)計(jì)算出的轉(zhuǎn)換關(guān)系換算成當(dāng)前 坐標(biāo)，并將該坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到機(jī)械手坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，將坐標(biāo)傳遞給機(jī)械手，若坐標(biāo)值在機(jī)械手 的運(yùn)動(dòng)范圍之內(nèi)，則機(jī)械手執(zhí)行抓取工件和擺放工件的動(dòng)作，然后相機(jī)開始拍攝圖像，進(jìn)入 下一個(gè)拍攝抓取循環(huán)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，其中所述的步驟1中，通過(guò)編碼后的圓 形標(biāo)志點(diǎn)標(biāo)定相機(jī)，示教機(jī)械手時(shí)通過(guò)示教該編碼后圓形標(biāo)志點(diǎn)位置完成對(duì)機(jī)械手的示 教，實(shí)現(xiàn)相機(jī)坐標(biāo)系和機(jī)械手坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，其中所述的步驟3中，提取激光線條 時(shí)，采用激光線條光照無(wú)關(guān)提取方法，即結(jié)合灰度閾值和圖片每行像素最值的方法實(shí)現(xiàn)激 光線條光照無(wú)關(guān)的初步提取。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，其中所述的步驟3中，在激光線條提取 過(guò)程中，采用激光線條列像素偏差限制的方法剔除因工件表面反射光線引起的激光線散 亂。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，其中所述的步驟4中，采用灰度重心的 方法精確的定位激光線的線條中心，從而實(shí)現(xiàn)激光線條的亞像素的定位。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，其中所述的步驟6中，通過(guò)三角測(cè)量原 理計(jì)算激光線上點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)，具體計(jì)算過(guò)程為:相機(jī)拍攝圖像后，相機(jī)上的一個(gè)像點(diǎn) 與相機(jī)鏡頭中心確定一條直線，像點(diǎn)與鏡頭中心這兩點(diǎn)的坐標(biāo)都在相機(jī)坐標(biāo)系下，這兩點(diǎn) 組成的空間直線方程為：其中，X，Y，Z為目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo);x，y，f為像點(diǎn)坐標(biāo);Xs，Ys，Zs是鏡頭中心坐標(biāo);ai、bi、 Ci為坐標(biāo)系變換參數(shù)； 選取兩張圖像上的一對(duì)同名點(diǎn)，代入上述直線方程可得4個(gè)方程式組成的方程組，從而 得到X，Y，Z的值，即算出激光線上點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，其中所述的步驟7具體包括以下步驟： 1) 啟動(dòng)雙相機(jī)系統(tǒng)，掃描工件點(diǎn)云數(shù)據(jù)，然后在界面刪除錯(cuò)誤的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，即得到完成 的工件點(diǎn)云模型； 2) 將步驟6得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)與所述工件點(diǎn)云模型依據(jù)工件表面數(shù)據(jù)的曲率信息進(jìn)行點(diǎn) 云匹配，得到目標(biāo)工件； 3) 計(jì)算出點(diǎn)云數(shù)據(jù)與工件點(diǎn)云模型的轉(zhuǎn)換關(guān)系。
【文檔編號(hào)】B25J9/16GK106041937SQ201610676653
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月16日
【發(fā)明人】崔慶, 王志飛, 張卓輝, 向宇, 李曉亮, 夏璐璐, 高梓翔
【申請(qǐng)人】河南埃爾森智能科技有限公司