一种用于机械执行机构的视觉激光定位装置及定位方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种视觉和激光定位器的综合检测技术，具体是指一种用于机械执行机构的视觉激光定位装置及定位方法，包括定位架(1)、十字激光检测器(2)和视觉传感器(3)，所述视觉传感器(3)安装在定位架(1)的一端且镜头垂直朝下，所述十字激光检测器(2)安装在定位架(1)的另一端呈倾斜状，所述十字激光检测器(2)的十字定位投影线位于视觉传感器(3)的镜头下方。

A Visual Laser Location Device for Mechanical Actuator and Its Location Method

The invention relates to a comprehensive detection technology of vision and laser positioner, in particular to a vision laser positioning device and a positioning method for a mechanical actuator, including a positioning frame (1), a cross laser detector (2) and a vision sensor (3), the vision sensor (3) is mounted at one end of the positioning frame (1) and the lens is vertically downward, and the cross laser detector (2) is mounted at the positioning position. The other end of the frame (1) is inclined, and the cross positioning projection line of the cross laser detector (2) is located below the lens of the visual sensor (3).

【技术实现步骤摘要】
一种用于机械执行机构的视觉激光定位装置及定位方法
本专利技术涉及一种视觉和激光定位器的综合检测技术，具体是指一种用于机械执行机构的视觉激光定位装置及定位方法。
技术介绍
在机电智能控制中，最终的执行机构承担着抓取、装配、搬运、喷涂等各种工作，目前绝大部分机电控制系统为了能顺利实现控制，通常采用简单的接近开关、光电传感器、霍尔器件、行程开关等控制其行程，但该方法是建立在被执行件已处于精确定位的场合，大大限制了被执行物体的类型和在线动态执行的目标，而且精确定位要求也增加了机电执行动作的成本，因此，能进行三维精确尺寸检测定位的方法和装置，一直是机电智能控制追求的目标，以终端执行机构采用多轴机械臂为例，为了能实现动态物体的抓取，采用了双目检测(双视觉CCD)加复杂点云计算的方法，不仅成本高而且实时性差，而本专利技术采用的单个视觉加激光定位器的三维检测方法弥补了双目检测的缺点。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供一种采用单个视觉加激光定位器从而实现精确沿线运行和调整运行姿态的自动导引运输车及导引跟踪方法。为实现以上技术目的,本专利技术的技术方案是:一种用于机械执行机构的视觉激光定位装置，包括定位架、十字激光检测器和视觉传感器，所述视觉传感器安装在定位架的一端且镜头垂直朝下，所述十字激光检测器安装在定位架的另一端呈倾斜状，所述十字激光检测器的十字定位投影线位于视觉传感器的镜头下方。作为优选，所述定位架可安装在物料传输平台上。作为优选，所述定位架可安装在机械执行机构上。为实现以上技术目的,本专利技术的技术方案是:一种用于机械执行机构的视觉激光定位装置的定位方法，包括如下步骤：步骤一：先将十字激光检测器的十字定位投影线投射至待测量物的表面，检测十字定位投影线的纵、横线在视觉传感器中的视场位置；步骤二：将已知长宽高尺寸的标定物体放置于视觉传感器的检测视场中，调整十字激光检测器的聚焦长度和宽度，使得十字定位投影线的纵、横线长宽大于标准物体；步骤三：标定该高度下十字激光检测器发出的纵、横线在视觉传感器的视场中位置，及在该标定物的长度和宽度下十字定位投影线的纵、横线在视觉传感器的检测视场中的长度和宽度；步骤四：将待抓取物体放置或移动到定位架下方并位于标定物体放置检测的初始位置位置，拍摄抓取该图像中十字线及其与物体边缘相交点的信息，处理抓取图像中十字线的移动信息，转换为物体三维信息，并传送给机械执行机构进行抓取。以上描述可以看出，本专利技术具备以下优点：采用视觉图像传感器和主动发射光线的十字激光定位器实现了单视觉三维信息的检测(非规则边缘物体需移动扫描)。2.通过十字线中的纵横向线(如图)在视场中的位置，检测物体的高度信息。附图说明图1为本专利技术的用于机械执行机构的视觉激光定位装置的结构示意图。图2为本专利技术的用于机械执行机构的视觉激光定位装置安装在物料传输平台上的实施例示意图。具体实施方式下面结合本专利技术给定的附图和具体示例，进一步阐述本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例。都属于本专利技术的保护范围。一种用于机械执行机构的视觉激光定位装置，包括定位架1、十字激光检测器2和视觉传感器3，所述视觉传感器3安装在定位架1的一端且镜头垂直朝下，所述十字激光检测器2安装在定位架1的另一端呈倾斜状，所述十字激光检测器2的十字定位投影线位于视觉传感器3的镜头下方；所述定位架1可安装在物料传输平台上；所述定位架1可安装在机械执行机构上。一种用于机械执行机构的视觉激光定位装置的定位方法，包括如下步骤：步骤一：先将十字激光检测器2的十字定位投影线投射至待测量物的表面，检测十字定位投影线的纵、横线在视觉传感器3中的视场位置；步骤二：将已知长宽高尺寸的标定物体放置于视觉传感器3的检测视场中，调整十字激光检测器2的聚焦长度和宽度，使得十字定位投影线的纵、横线长宽大于标准物体；步骤三：标定该高度下十字激光检测器2发出的纵、横线在视觉传感器3的视场中位置，及在该标定物的长度和宽度下十字定位投影线的纵、横线在视觉传感器3的检测视场中的长度和宽度；步骤四：将待抓取物体放置或移动到定位架1下方并位于标定物体放置检测的初始位置位置，拍摄抓取该图像中十字线及其与物体边缘相交点的信息，处理抓取图像中十字线的移动信息，转换为物体三维信息，并传送给机械执行机构进行抓取。如图2所示，以六轴机械臂为例，整套系统包括机械臂及其执行控制系统，视觉激光定位装置，检测抓取的物料传输平台组成。其中，视觉激光定位装置包括用于图像采集的视觉传感器、用于发送主动光线的十字激光检测器及安装定位架。图中视觉激光定位装置既可以安装于待抓取检测的物体上方，也可以安装于机械臂上，以安装于待抓取检测的物体上方为例，机械臂和视觉激光定位组件安装均在检测抓取支撑平台上，视觉激光定位组件中的十字激光定位器与视觉传感器呈一定的安装角度，并安装于被测物体的上方，被测物体放置于检测抓取支撑平台上，如图1所示。图1所示视觉激光定位器定位检测原理图，视觉激光定位组件中的视觉传感器放置于物体正上方，十字激光检测器则放置于物体的斜上方与视觉传感器呈现一定的角度，物体移动或放置于该组件下方时，进入视觉传感器视场中，同时，十字激光检测器的定位光线投射于该待测物体上方，由于十字激光检测器的投射光在横向和纵向线均具有一定的斜向角度，在不同的平面上将由高度差产生线型分割和位置差，可以依据三角形边角公式计算出位置差所引起的高度差大小，从而获得该物体高度差信息，同样在检测抓取支撑与视觉传感器距离固定的情况下，也可以通过十字线中的与规则边缘的交点在视场中的位置，获得各边缘点高度信息(经过视场位置标定)，如该测量面与标定用的支撑平面平行，则十字线会由于高度差在视场中前后左右偏移，长宽与标定相同，高度由偏移量算出，而如果是斜面长度、宽度和斜度信息则通过视场中两端点偏移差值折算出斜面的尺寸信息，以上要通过标定支撑平面才能获取真实三维立体数值。以上对本专利技术及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本专利技术的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本专利技术创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机械执行机构的视觉激光定位装置，其特征在于：包括定位架(1)、十字激光检测器(2)和视觉传感器(3)，所述视觉传感器(3)安装在定位架(1)的一端且镜头垂直朝下，所述十字激光检测器(2)安装在定位架(1)的另一端呈倾斜状，所述十字激光检测器(2)的十字定位投影线位于视觉传感器(3)的镜头下方。

【技术特征摘要】
1.一种用于机械执行机构的视觉激光定位装置，其特征在于：包括定位架(1)、十字激光检测器(2)和视觉传感器(3)，所述视觉传感器(3)安装在定位架(1)的一端且镜头垂直朝下，所述十字激光检测器(2)安装在定位架(1)的另一端呈倾斜状，所述十字激光检测器(2)的十字定位投影线位于视觉传感器(3)的镜头下方。2.根据权利要求1所述的用于机械执行机构的视觉激光定位装置，其特征在于：所述定位架(1)可安装在物料传输平台上。3.根据权利要求1所述的用于机械执行机构的视觉激光定位装置，其特征在于：所述定位架(1)可安装在机械执行机构上。4.一种用于机械执行机构的视觉激光定位装置的定位方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：先将十字激光检测器(2)的十字...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨龙兴，杨浩轩，蒋新华，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32