一种工业视觉机器人快速定位方法技术

本发明专利技术公开了一种工业视觉机器人快速定位方法，涉及工业机器人视觉定位技术领域，包括以下步骤：(1)取一定位点P，将机器人移动到定位点P正前方的平面A上，记录机器人的当前位置坐标；(2)通过视觉图像处理软件获取定位点P的像素坐标；(3)将机器人末端夹具水平移动一段距离到点P′，读取P点新的像素坐标；(4)计算X方向标定比例参数和Y方向标定比例参数；(5)计算定位偏差；(6)计算出定位点P实际位置坐标。本发明专利技术采用视觉化的设计，不仅可以节约大量的编程时间，还能提高工业生产的效率和加工质量；本定位方法减少了标定的时间，获得的最终物理坐标精确，算法效率高，具有较强的鲁棒性。

A Fast Location Method for Industrial Vision Robot

The invention discloses a fast positioning method for industrial visual robot, which relates to the field of industrial robot vision positioning technology, including the following steps: (1) taking a certain position P, moving the robot to the plane A in front of the positioning point P, recording the current position coordinates of the robot; (2) obtaining the pixel coordinates of the positioning point P through visual image processing software; (3) fixture water at the end of the robot. Moving a certain distance to the point P', reading the new pixel coordinates of the point P; (4) Calculating the X-direction calibration proportional parameters and Y-direction calibration proportional parameters; (5) Calculating the positioning deviation; (6) Calculating the actual positioning coordinates of the positioning point P. The visual design can not only save a lot of programming time, but also improve the efficiency and processing quality of industrial production. The positioning method reduces the calibration time, obtains the final physical coordinates accurately, has high algorithm efficiency and strong robustness.

【技术实现步骤摘要】
一种工业视觉机器人快速定位方法
本专利技术涉及工业机器人视觉定位
，特别是涉及一种工业视觉机器人快速定位方法。
技术介绍
在工业应用领域上，由于需要对生产线上的产品进行抓取与装配，常规的机器人只是在特定的结构环境下，执行事先编好的指令动作，缺乏对周围环境的感知和应变能力；在高速生产线上的离线/在线校验审核或机器人抓取，搬运等应用也会受到极大影响，甚至无法进行；且现有机器人常用标定板的标定时间较长，操作步骤复杂。因此，机器人在工业化进程中的应用在一定程度上受到了限制。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种工业视觉机器人快速定位方法。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种工业视觉机器人快速定位方法，包括以下步骤：(1)取一定位点P，操作人员手持机器人示教器，将机器人移动到定位点P正前方的平面A上，定位点P与平面A的距离为H，然后将机器人末端夹具上的工业相机垂直于该平面A，记录机器人的当前位置坐标为(Ox,Oy)；(2)在保持机器人位置不变的情况下，调节工业相机镜头和光源，直至拍摄到的定位点P为最清晰状态，通过视觉图像处理软件获取定位点P的像素坐标为(Xm,Ym)，确保定位点P在工业相机的视野范围之内；(3)在保持工业相机与平面A距离不变的情况下，将机器人末端夹具水平移动一段距离到点P'，移动距离为D，点P'的坐标为(Oi，Oj)，确保定位点P仍在工业相机的视野范围之内，读取P点新的像素坐标为(Xn,Yn)；(4)由以上数据对工业相机进行标定，根据比例原理计算得到：X方向标定比例参数为：Y方向标定比例参数为：(5)根据步骤(4)得到的X方向和Y方向标定比例参数，计算出每次工业相机进行标定时的定位偏差为：X方向的定位偏差值为：Xσ值的正负表示方向，X的方向与机器人世界坐标系横坐标正方向一致；Y方向的定位偏差值为：Yσ值的正负表示方向，Y的方向与机器人世界坐标系横坐标正方向一致；(6)定位点P实际位置坐标为：X方向的实际位置：Xral＝Ox+Xσ；Y方向的实际位置：Yral＝Oy+Yσ。优选的，所述步骤(1)中的当前位置坐标以机器人的世界坐标系为参考坐标系。优选的，所述步骤(1)中的定位点P与平面A的距离为图像处理软件能够采集到最清晰图片的距离。优选的，所述步骤(2)中的像素坐标为视觉图像处理软件中直接读取图像获得的定位点的像素坐标。优选的，所述步骤(2)中的视觉图像处理软件为Halcon或Visionpro或Opencv或康耐视或基恩士或松下或欧姆龙或麦克玛视。优选的，所述步骤(4)中的标定为根据比例原理求出一定定长范围内同一个定位点像素的变化。优选的，所述步骤(5)中的定位偏差为标定一次结束后，每次定位下一个定位点时与标定点之间的位置偏差，偏差值代表了机器人位置的改变。本专利技术的有益效果在于：本专利技术采用视觉化的设计，选取特征点，利用像素点坐标和机器人物理坐标之间的比例关系，得到最小偏差值，并求取机器人抓取点的坐标，引导机器人准确定位产品的位置；本定位方法在机器人定位的过程中，不仅可以节约大量的编程时间，还能提高工业生产的效率和加工质量；本定位方法减少了标定的时间，获得的最终物理坐标精确，算法效率高，具有较强的鲁棒性，有利于实现工业机器人在工作时的快速定位。附图说明图1为本专利技术的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明：如图1所示，本专利技术的快速定位方法包括以下步骤：(1)取一定位点P，操作人员手持机器人示教器，将机器人移动到定位点P正前方的平面A上，定位点P与平面A的距离为H，定位点P与平面A的距离为图像处理软件能够采集到最清晰图片的距离，然后将机器人末端夹具上的工业相机垂直于该平面A，记录机器人的当前位置坐标为(Ox,Oy)，当前位置坐标以机器人的世界坐标系为参考坐标系。(2)在保持机器人位置不变的情况下，调节工业相机镜头和光源，直至拍摄到的定位点P为最清晰状态，通过视觉图像处理软件获取定位点P的像素坐标为(Xm,Ym)，确保定位点P在工业相机的视野范围之内；像素坐标为视觉图像处理软件中直接读取图像获得的定位点的像素坐标，视觉图像处理软件可以为Halcon，或者为Visionpro，或者为Opencv；视觉图像处理软件也可以直接购买商用软件，例如康耐视，或着基恩士，或者松下，或者欧姆龙，或者麦克玛视。(3)在保持工业相机与平面A距离不变的情况下，将机器人末端夹具水平移动一段距离到点P'，移动距离为D，点P'的坐标为(Oi，Oj)，确保定位点P仍在工业相机的视野范围之内，读取P点新的像素坐标为(Xn,Yn)。(4)由以上数据对工业相机进行标定，根据比例原理计算得到：X方向标定比例参数为：Y方向标定比例参数为：标定就是根据比例原理求出一定定长范围内同一个定位点像素的变化。(5)根据步骤(4)得到的X方向和Y方向标定比例参数，计算出每次工业相机进行标定时的定位偏差为：X方向的定位偏差值为：Xσ值的正负表示方向，X的方向与机器人世界坐标系横坐标正方向一致；Y方向的定位偏差值为：Yσ值的正负表示方向，Y的方向与机器人世界坐标系横坐标正方向一致。定位偏差为标定一次结束后，每次定位下一个定位点时与标定点之间的位置偏差，偏差值代表了机器人位置的改变。(6)定位点P实际位置坐标为：X方向的实际位置：Xral＝Ox+Xσ；Y方向的实际位置：Yral＝Oy+Yσ。以上仅为本专利技术的优选实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围。本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本专利技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形。本专利技术的范围由权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业视觉机器人快速定位方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)取一定位点P，操作人员手持机器人示教器，将机器人移动到定位点P正前方的平面A上，定位点P与平面A的距离为H，然后将机器人末端夹具上的工业相机垂直于该平面A，记录机器人的当前位置坐标为(Ox,Oy)；(2)在保持机器人位置不变的情况下，调节工业相机镜头和光源，直至拍摄到的定位点P为最清晰状态，通过视觉图像处理软件获取定位点P的像素坐标为(Xm,Ym)，确保定位点P在工业相机的视野范围之内；(3)在保持工业相机与平面A距离不变的情况下，将机器人末端夹具水平移动一段距离到点P'，移动距离为D，点P'的坐标为(Oi，Oj)，确保定位点P仍在工业相机的视野范围之内，读取P点新的像素坐标为(Xn,Yn)；(4)由以上数据对工业相机进行标定，根据比例原理计算得到：X方向标定比例参数为：

【技术特征摘要】
1.一种工业视觉机器人快速定位方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)取一定位点P，操作人员手持机器人示教器，将机器人移动到定位点P正前方的平面A上，定位点P与平面A的距离为H，然后将机器人末端夹具上的工业相机垂直于该平面A，记录机器人的当前位置坐标为(Ox,Oy)；(2)在保持机器人位置不变的情况下，调节工业相机镜头和光源，直至拍摄到的定位点P为最清晰状态，通过视觉图像处理软件获取定位点P的像素坐标为(Xm,Ym)，确保定位点P在工业相机的视野范围之内；(3)在保持工业相机与平面A距离不变的情况下，将机器人末端夹具水平移动一段距离到点P'，移动距离为D，点P'的坐标为(Oi，Oj)，确保定位点P仍在工业相机的视野范围之内，读取P点新的像素坐标为(Xn,Yn)；(4)由以上数据对工业相机进行标定，根据比例原理计算得到：X方向标定比例参数为：Y方向标定比例参数为：(5)根据步骤(4)得到的X方向和Y方向标定比例参数，计算出每次工业相机进行标定时的定位偏差为：X方向的定位偏差值为：Xσ值的正负表示方向，X的方向与机器人世界坐标系横坐标正方向一致；Y方向的定位偏差值为：Yσ值的正负表示方向，Y的方向与机器人世界坐标系横坐标正方向一致；(6)定位点...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱行飞，侯卫国，辛付豪，张永杰，
申请(专利权)人：芜湖赛宝机器人产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34