本發(fā)明涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于機器視覺的機器人TCP精度檢測系統(tǒng)

背景技術(shù)：

當(dāng)前工業(yè)機器人TCP設(shè)定后的標(biāo)定多粗略的采用人工肉眼觀察的方式，TCB測算的準(zhǔn)確性不能量化、科學(xué)的表述出來。市場上也有一些可已進(jìn)行精確檢測的儀器設(shè)備，但該類產(chǎn)品多采用精密的測量設(shè)備與儀器，系統(tǒng)復(fù)雜，成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種基于機器視覺的機器人TCP精度檢測系統(tǒng)及其檢測方法。

本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于機器視覺的機器人TCP精度檢測系統(tǒng)，包括安裝在機器人法蘭盤上的檢測工具和照相機，所述機器人安裝在工作平臺上，所述照相機固定在工作平臺一側(cè)的立柱上，所述檢測工具的末端為圓盤，圓盤的中心與檢測用檢測工具的尖點位置相同，圓盤垂直于檢測工具的軸心線。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述檢測工具末端的圓盤正面有3條劃線，三條劃線延長后交于圓盤的中心點，即TCP點。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用單個相機完成了TCP標(biāo)定精度 的自動檢測過程，該發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、原理可靠、易于實現(xiàn)，適用于各類工業(yè)機器人的TCP精度自動檢測，在滿足應(yīng)用精度的前提下為用戶節(jié)約成本，并提高工作效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明檢測工具與現(xiàn)有檢測工具的對比示意圖；

圖3為本發(fā)明檢測工具的圓盤正面示意圖；

圖中標(biāo)示：1-機器人法蘭盤；2-檢測工具；3-照相機；4-工作平臺；5-立柱。

具體實施方式

為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。

圖1示出了本發(fā)明一種基于機器視覺的機器人TCP精度檢測系統(tǒng)的一種實施方式，包括安裝在機器人法蘭盤1上的檢測工具2和照相機3，所述機器人安裝在工作平臺4上，所述照相機3固定在工作平臺4一側(cè)的立柱5上，所述檢測工具2的末端為圓盤，圓盤的中心與檢測用檢測工具的尖點位置相同，圓盤垂直于檢測工具2的軸心線,所述檢測工具2末端的圓盤正面有3條劃線，三條劃線延長后交于圓盤的中心點，即TCP點。

其檢測方法包括以下步驟：

1)移動檢測工具工具到指定位置，確保滿足以下條件：

a.檢測工具軸線垂直于相機像平面；

b.檢測工具的TCP點到像平面的距離為標(biāo)定距離；

c.檢測工具工具末端圓盤成像位于像平面中心；

2)通過控制機器人，保持TCP的位置不變，改變TCP的姿態(tài)；

3)待機器人動作完成后，通過照相機獲取的檢測工具末端圓盤及其標(biāo)記圖像的位置信息，計算TCP在x，y，z三個方向的位置移動量。

4)根據(jù)計算出來的TCP位置移動量判斷TCP的精準(zhǔn)度。

所述步驟3)的TCP在x，y，z三個方向的位置移動量計算方法如下：

a.通過圖像處理在CCD像平面上獲取圓盤的邊緣；

b.通過延長像平面上,三條線獲取TCP點在像平面上位置；

c.搜索所有過TCP成像點與圓盤邊緣相交的直線(圓盤旋轉(zhuǎn)軸)，選出在圓盤邊緣線內(nèi)線段最長的線，并獲取該線段長度；

d.通過攝影定理，計算TCP點在Z方向的偏移量，計算公式如下：

z₁＝2lf/d₁

z₂＝2lf/d₂

e.由于像平面上的TCP(x，y)位置值是在Z方向有變化的情況下獲取的，需將該值轉(zhuǎn)化為在Z值沒有變化的前提下的值：

Δx＝x_r-x₁

Δy＝y(tǒng)_r-y₁

采用如上結(jié)構(gòu)的檢測用檢測工具，在機器人調(diào)整檢測工具姿態(tài)時總有一平面過TCP點且平行于像平面與檢測用檢測工具的圓盤相交，且交線在圓盤內(nèi)的線段長度為圓盤的直徑，該線段平行于像平面。由計算機視覺攝影定理可知，當(dāng)該線段(TCP)遠(yuǎn)離相機時，線段在CCD上的像變短；當(dāng)該線段(TCP)接近相機時,線段在CCD上的線邊長.由此可以通過該線段在CCD上成像的長短判斷TCP在Z(垂直于像平面)方向的位置改變。

為尋找該平行線段在像平面上的位置，需要設(shè)定前提條件，確保該線段是所有過CCD上TCP的成像點與圓盤邊緣線交線最長的，方便圖像處理算法搜索改線段。