一种基于机器人的视觉标定方法技术

本发明专利技术提供一种基于机器人的视觉标定方法，将调试控制中心与PLC控制系统、视觉系统相配合，实现了视觉系统的全自动标定，可以完成图像下的位置数据到机器人坐标下的位置数据之间的转换，指导机器人对目标进行抓取。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器人
，涉及一种基于机器人的视觉标定方法。
技术介绍
全自动换电机器人是电动汽车充换电站的核心设备，其基本结构包括机器人的硬件结构、充当机器人眼睛的视觉系统、对机器人机械手进行控制的PLC控制系统，还包括协调视觉系统及PLC控制系统的主控中心，其中视觉系统包括设置在电动汽车上方用于获取电动汽车图像的顶部相机、用于获取电动汽车内待换电池图像的侧部相机，侧部相机是安装在机械手上的。随着自动化产业的不断发展，对于无人化操作、全自动运行要求越来越高，减少人工干预、采用机器人替代人力是自动化产业发展趋势，因此视觉系统也成为自动化设备中用来充当人眼来给机器提供信息指导操作的必不可少的环节。视觉系统如何提供基于机器人坐标系的精确位置是一个技术难点。目标定位是视觉系统应用最多的方向，无论是运动目标追踪还是定位抓取，通过视觉系统获取工件坐标并提供给机器人是完成自动化抓取的前提保障。视觉系统获取的位置是基于图像坐标系下的位置，而机器人进行工件抓取需要获取的是机器人坐标系下的位置，完成精确的图像坐标下的位置到机器人坐标系下的位置转换是获取机器人坐标系下坐标的关键技术。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于机器人的视觉标定方法，用于得出图像坐标下的位置数据与机器坐标下的位置数据之间的相互关系，完成图像下的位置数据到机器人坐标下的位置数据之间的转换，指导机器人对目标进行抓取。本专利技术的技术解决方案是：一种基于机器人的视觉标定方法，其特殊之处在于：包括顶部相机的标定及侧部相机的标定，具体步骤如下：A）顶部相机的标定1】在机器人的机械手上正对顶部相机的视野范围内固定安装标定板，记录标定板在机器人坐标下的当前位置A，录入调试控制中心，2】设定机器人的移动步长L及机器人的移动次数n；录入调试控制中心，3】调试控制中心发送拍照指令至顶部相机，顶部相机拍下位于当前位置A的标定板，提取标定板在顶部图像坐标下的位置数据B0，并将此位置数据反馈给调试控制中心,4】调试控制中心将标定板的下一位置信息发送给PLC控制系统，5】PLC控制系统控制机械手移动，移动到下一位置后，PLC控制系统将到位信息反馈至调试控制中心，6】调试控制中心接收到位信息后，发送指令至顶部相机，顶部相机对标定板进行拍照，提取标定板在顶部图像坐标下的位置数据B1，并将此图像坐标反馈给调试控制中心，重复步骤4】-6】直至完成n次移动，得到标定板在顶部图像坐标下的一组位置数据B0、B1、B2……Bn，7】通过标定板在顶部图像坐标下的位置数据B0、B1、B2……Bn及机械手的移动距离，得出图像坐标下的位置数据与机械手移动距离之间的关系；完成顶部相机的标定；B）侧部相机的标定1】在侧部相机的视野范围内，正对侧部相机的视野范围设置标定板，记录标定板在机器人坐标下的当前位置A，录入调试控制中心，所述侧部相机安装在机器人上，其余标定步骤参照顶部相机的标定。本专利技术与现有技术相比，优点是：1、本专利技术提供一种基于机器人的视觉标定方法，可以完成图像下的位置数据到机器人坐标下的位置数据之间的转换，指导机器人对目标进行抓取。2、本专利技术视觉标定方法，将调试控制中心与PLC控制系统、视觉系统相配合，实现了视觉系统的全自动标定，成功解决了人工调试误差大、费时费力、结果输出不统一等问题。附图说明图1为本专利技术标定时采用的系统图。具体实施方式以下对本专利技术做详细说明。本专利技术一种基于机器人的视觉标定方法，其视觉标定系统包括设置在电动汽车上方用于获取电动汽车位置的顶部相机、用于获取电动汽车内待换电池位置的侧部相机，侧部相机是安装在机械手上的。如图1所示，调试控制中心分别与PLC控制系统与视觉系统通信。该标定方法包括顶部相机的标定及侧部相机的标定，具体步骤如下：A）顶部相机的标定1】在机器人的机械手上正对顶部相机的视野范围固定安装标定板，记录标定板在机器人坐标下的当前位置A，录入调试控制中心，2】设定机器人的移动步长L及机器人的移动次数n；录入调试控制中心，3】调试控制中心发送拍照指令至顶部相机，顶部相机拍下位于当前位置A的标定板，提取标定板在顶部图像坐标下的位置数据B0，并将此位置数据反馈给调试控制中心；4】调试控制中心将标定板的下一位置信息发送给PLC控制系统，5】PLC控制系统控制机械手移动，移动到下一位置后，PLC控制系统将到位信息反馈至调试控制中心，6】调试控制中心接收到位信息后，发送指令至顶部相机，顶部相机对标定板进行拍照，提取标定板在顶部图像坐标下的位置数据B1，并将此图像坐标反馈给调试控制中心，重复步骤4】-6】直至完成n次移动，得到标定板在顶部图像坐标下的位置数据B0、B1、B2……Bn，7】通过标定板在顶部图像坐标下的一组位置数据B0、B1、B2……Bn及机械手的移动距离，得出图像坐标下的位置数据与机械手移动距离之间的关系；完成顶部相机的标定。B）侧部相机的标定1】在侧部相机的视野范围内，正对侧部相机的视野范围设置标定板，记录标定板在机器人坐标下的当前位置A，录入调试控制中心，侧部相机安装在机器人上，2】设定机器人的移动步长L及机器人的移动次数n；录入调试控制中心，3】调试控制中心发送拍照指令至顶部相机，侧部相机拍下位于当前位置A的标定板，提取标定板在侧部相机图像坐标下的位置数据B0，并将此位置数据反馈给调试控制中心；4】调试控制中心将标定板的下一位置信息发送给PLC控制系统，5】PLC控制系统控制机械手移动，移动到下一位置后，PLC控制系统将到位信息反馈至调试控制中心，6】调试控制中心接收到位信息后，发送指令至侧部相机，侧部相机对标定板进行拍照，提取标定板在侧部相机图像坐标下的位置数据B1，并将此图像坐标反馈给调试控制中心，重复步骤4】-6】直至完成n次移动，得到标定板在侧部相机图像坐标下的位置数据B0、B1、B2……Bn，7】通过标定板在侧部相机图像坐标下的一组位置数据B0、B1、B2……Bn及机械手的移动距离，得出侧部相机图像坐标下的位置数据与机械手移动距离之间的关系；完成侧部相机的标定；为了提高标定结果的准确性，在顶部相机与侧部相机标定时，可控制机器人按照相同的步长原路返回，参照步骤2-6】的标定方法，获取标定板在顶部图像坐标下的另一组图像数据，可对两次获本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于机器人的视觉标定方法，其特征在于：包括顶部相机的标定及侧部相机的标定，具体步骤如下：A）顶部相机的标定1】在机器人的机械手上正对顶部相机的视野范围内固定安装标定板，记录标定板在机器人坐标下的当前位置A，录入调试控制中心，2】设定机器人的移动步长L及机器人的移动次数n；录入调试控制中心，3】调试控制中心发送拍照指令至顶部相机，顶部相机拍下位于当前位置A的标定板，提取标定板在顶部相机图像坐标下的位置数据B0，并将此位置数据反馈给调试控制中心,4】调试控制中心将标定板的下一位置信息发送给PLC控制系统，5】PLC控制系统控制机械手移动，移动到下一位置后，PLC控制系统将到位信息反馈至调试控制中心，6】调试控制中心接收到位信息后，发送指令至顶部相机，顶部相机对标定板进行拍照，提取标定板在顶部相机图像坐标下的位置数据B1，并将此图像坐标反馈给调试控制中心，重复步骤4】‑6】直至完成n次移动，得到标定板在顶部图像坐标下的一组位置数据B0、B1、B2……Bn，7】通过标定板在顶部相机图像坐标下的位置数据B0、B1、B2……Bn及机械手的移动距离，得出顶部相机图像坐标下的位置数据与机械手移动距离之间的关系；完成顶部相机的标定；B）侧部相机的标定1】在侧部相机的视野范围内，正对侧部相机的视野范围设置标定板，记录标定板在机器人坐标下的当前位置A，录入调试控制中心，所述侧部相机安装在机器人上，其余标定步骤参照顶部相机的标定。...

【技术特征摘要】
1.一种基于机器人的视觉标定方法，其特征在于：包括顶部相机的标定及
侧部相机的标定，具体步骤如下：
A）顶部相机的标定
1】在机器人的机械手上正对顶部相机的视野范围内固定安装标定板，记录
标定板在机器人坐标下的当前位置A，录入调试控制中心，
2】设定机器人的移动步长L及机器人的移动次数n；录入调试控制中心，
3】调试控制中心发送拍照指令至顶部相机，顶部相机拍下位于当前位置A
的标定板，提取标定板在顶部相机图像坐标下的位置数据B0，并将此位置数据
反馈给调试控制中心,
4】调试控制中心将标定板的下一位置信息发送给PLC控制系统，
5】PLC控制系统控制机械手移动，移动到下一位置后，PLC控制系统将到
位信息反馈至调试控制中心，
6】调试控...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗华，燕小强，张栋栋，
申请(专利权)人：西安航天精密机电研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61