【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人技术与计算机视觉，特别涉及一种机器人原位测量装置及方法。
技术介绍
1、以小型化、移动化、智能化、机器人化为主要特征的原位加工模式逐渐应用到大型复杂构件的制造、装配、维修过程，提升了操作可达性、加工柔性和效率，逐渐成为大型复杂构件高品质加工的新趋势。与传统的大型机床加工、分体加工、人工制造相比，原位加工模式能够简化加工流程，以灵活多变的方式进行自动化操作，大大提高了加工效率和加工质量。
2、原位加工模式中无论是移动式机器人还是设置式加工设备，在加工大型复杂结构件时，都离不开精准的原位测量步骤。原位测量可以保证机器人在加工前后的位置精度，保证加工质量，并避免因位置偏差造成的质量问题和设备损坏。尤其在一些需要极高精度的领域，如航空航天、精密制造等，原位测量的重要性更加突出。然而，在现有技术中，进行原位测量通常需要额外的测量设备或者人工干预，这无疑增加了加工成本和时间。此外，不同型号的机器人可能需要不同的测量设备和方法，这进一步增加了技术实现的难度和复杂性。因此，如何在保持加工效率和质量的同时，简化和标准化原位测量步骤，是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种机器人原位测量装置及方法，以解决了相关技术中的原位测量需要额外增加测量装置或者人工干预，存在成本高、效率低、操作难度大等问题。
2、本专利技术第一方面实施例提供一种机器人原位测量装置，包括：多个采集模块，所述多个采集模块通过支撑架设置在目标机器人的机架上，以采集目标
3、可选地，每个采集模块包括相机镜头、工业相机、相机工装、相机电源线及数据线，所述相机镜头设置于所述工业相机上，所述工业相机设置在所述相机工装上，所述相机工装设置在所述支撑架上，所述相机电源线及数据线连接所述工业相机与所述测量模块；
4、所述光源模块包括工业光源、光源工装和光源控制器，所述工业光源设置在所述光源工装上，所述光源工装设置在所述支撑架上，所述光源控制器与所述工业光源电连接。
5、所述标定工装模块包括标定工装、视觉标定靶球和激光跟踪仪靶球，所述标定工装上设有磁铁和多个靶球位，以将所述视觉标定靶球吸附在对应靶球位上和/或将所述激光跟踪仪靶球吸附在对应靶球位上。
6、本专利技术第二方面实施例提供一种机器人原位测量方法，包括以下步骤：对所述机器人原位测量装置进行标定，得到所述目标机器人与所述多个采集模块的坐标系转换矩阵；
7、将所述目标机器人移动至目标工位处，利用所述多个采集模块采集所述目标机器人的作业区域特征图像和定位靶标区域图像；
8、基于所述坐标系转换矩阵，处理所述作业区域特征图像和所述定位靶标区域图像，得到作业区域特征在机器人作业坐标系下的位置；
9、将所述作业区域特征在机器人作业坐标系下的位置传输给所述目标机器人，使所述目标机器人根据所述位置执行对应的作业任务。
10、可选地，所述对机器人原位测量装置进行标定，得到目标机器人与多个采集模块间的坐标系转换矩阵，包括：
11、根据所述目标机器人的工作空间规划多个标定位置，将标定工装设置至所述目标机器人的末端执行器上，使得视觉标定靶球吸附在所述标定工装的靶球位上；
12、使所述目标机器人进给运动，将携带着标定工装的末端执行器定位在所述每个标定位置上；
13、利用所述多个采集模块拍摄所述标定工装在所述每个标定位置上的标定图像，构建标定图像数据集；
14、利用所述测量模块处理所述构建标定图像数据集，得到所述目标机器人与多个采集模块的坐标系转换矩阵。
15、可选地，所述利用所述测量模块处理所述构建标定图像数据集，得到所述目标机器人与多个采集模块的坐标系转换矩阵，包括：
16、获取所述每个标定图像的像素信息、所述多个采集模块的标定信息和所述目标机器人的末端执行器的位置；
17、基于所述像素信息和所述标定信息，生成视觉标定靶球在相机坐标系下的位置；
18、基于所述视觉标定靶球在相机坐标系下的位置和所述目标机器人的末端执行器的位置，生成所述目标机器人与多个采集模块的坐标系转换矩阵。
19、可选地，基于所述标定信息对所述每个标定图像进行校正；
20、将校正后的每个标定图像输入预设标定靶球识别模型中，得到靶球在每个标定图像中的位置；
21、基于所述靶球在每个标定图像中的位置信息切割所述校正后的每个标定图像，得到所述靶球的子图像，并使用log边缘检测法预处理所述靶球的子图像，得到预处理后的靶球的子图像：
22、基于所述预处理后的靶球的子图像，通过霍夫变换椭圆检测获取靶球的圆形靶心在图像上的精确位置；
23、基于所述靶球的圆形靶心在图像上的精确位置和所述标定信息，通过三角测量计算得到所述视觉标定靶球在相机坐标系下的位置。
24、可选地，所述基于所述坐标系转换矩阵，处理所述作业区域特征图像和所述定位靶标区域图像，得到作业区域特征在机器人作业坐标系下的位置，包括：
25、获取所述多个采集模块的标定信息；
26、基于所述定位靶标区域图像和所述标定信息，生成定位靶标在相机坐标系下的位置；
27、基于所述坐标系转换矩阵和所述定位靶标在相机坐标系下的位置，得到定位靶标坐标系与机器人作业坐标系的转换关系；
28、基于所述作业区域特征图像和所述定位靶标区域图像，得到作业区域特征在定位靶标坐标系下的位置；
29、基于所述定位靶标坐标系与机器人作业坐标系的转换关系和所述作业区域特征在定位靶标坐标系下的位置，得到所述作业区域特征在机器人作业坐标系下的位置。
30、本专利技术第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的机器人原位测量方法。
31、本专利技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的机器人原位测量方法。
32、本专利技术实施例的机器人原位测量装置及方法，在进行原位测量时无需额外增加测量装置和人工干预，且可适用不同型号的机器人，自动化程度高、测量效率高，能够简化和标准化原位测量步骤，节约大型复杂结构件的加工、测量等作业的成本。
33、本专利技术附加的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种机器人原位测量装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的机器人原位测量装置，其特征在于，每个采集模块包括相机镜头、工业相机、相机工装、相机电源线及数据线，所述相机镜头设置于所述工业相机上，所述工业相机设置在所述相机工装上，所述相机工装设置在所述支撑架上，所述相机电源线及数据线连接所述工业相机与所述测量模块；
3.根据权利要求1所述的机器人原位测量装置，其特征在于，所述标定工装模块包括标定工装、视觉标定靶球和激光跟踪仪靶球，所述标定工装上设有磁铁和多个靶球位，以将所述视觉标定靶球吸附在对应靶球位上和/或将所述激光跟踪仪靶球吸附在对应靶球位上。
4.一种机器人原位测量方法，其特征在于，采用权利要求1-3中任一项所述的机器人原位测量装置，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的机器人原位测量方法，其特征在于，所述对机器人原位测量装置进行标定，得到目标机器人与多个采集模块间的坐标系转换矩阵，包括：
6.根据权利要求5所述的机器人原位测量方法，其特征在于，所述利用所述测量模块处理所述构建标定图像数据集，得到所述目标
7.根据权利要求6所述的机器人原位测量方法，其特征在于，所述基于所述像素信息和所述标定信息，生成视觉标定靶球在相机坐标系下的位置，包括：
8.根据权利要求4所述的机器人原位测量方法，其特征在于，所述基于所述坐标系转换矩阵，处理所述作业区域特征图像和所述定位靶标区域图像，得到作业区域特征在机器人作业坐标系下的位置，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求4-8任一项所述的机器人原位测量方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求4-8任一项所述的机器人原位测量方法。
...【技术特征摘要】
1.一种机器人原位测量装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的机器人原位测量装置，其特征在于，每个采集模块包括相机镜头、工业相机、相机工装、相机电源线及数据线，所述相机镜头设置于所述工业相机上，所述工业相机设置在所述相机工装上，所述相机工装设置在所述支撑架上，所述相机电源线及数据线连接所述工业相机与所述测量模块；
3.根据权利要求1所述的机器人原位测量装置，其特征在于，所述标定工装模块包括标定工装、视觉标定靶球和激光跟踪仪靶球，所述标定工装上设有磁铁和多个靶球位，以将所述视觉标定靶球吸附在对应靶球位上和/或将所述激光跟踪仪靶球吸附在对应靶球位上。
4.一种机器人原位测量方法，其特征在于，采用权利要求1-3中任一项所述的机器人原位测量装置，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的机器人原位测量方法，其特征在于，所述对机器人原位测量装置进行标定，得到目标机器人与多个采集模块间的坐标系转换矩阵，包括：
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