機器人視覺系統的快速標定方法
【專利摘要】本發明涉及機器人視覺系統的標定方法，尤其涉及相機與機械手之間關系的標定和相機之間關系的標定。該方法包括設置標定板、設置機械手移動規則、獲得標定板感應點坐標以及對應視覺系統的坐標；通過坐標建立矩陣映射關系；求解轉換矩陣。
【專利說明】機器人視覺系統的快速標定方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及機器人坐標設定【技術領域】，特別涉及一種機器人視覺系統的快速標定方法。
【背景技術】
[0002]目前，在全世界的制造業中，工業機器人已經在生產中起到了越來越重要的作用。為了使機器人能夠勝任更復雜的工作，機器人不但要有更好的控制系統，還需要更多地感知環境的變化。其中機器人視覺以其信息量大、信息完整成為最重要的機器人感知功能。以用機器人進行電路板電子元件的精密焊接為例，焊接過程中，機器人可利用視覺系統中的攝像機對工件或工作面自動定位，計算工作場景相對于機器人的相對位置，以輔助機器人完成作業。
[0003]機器人視覺系統的標定，即建立機器人坐標系與攝像機的圖像坐標系之間的轉換關系，是機器人作業過程中的關鍵技術之一。然而，現有的機器人視覺系統標定方法普遍存在先決條件多、復雜程度高、計算量大的缺點，在實際生產應用中不能實現簡便快捷標定的要求。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于解決現有技術的不足，提供機器人視覺系統的快速標定方法，該標定方法簡單、信息處理量少；操作方便。
[0005]本發明采用的技術方案為:
機器人視覺系統的快速標定方法，用于將機械手坐標轉換到一個機器人視覺系統；其包括以下步驟:
步驟一、設置標定板，標定板上設置多個用于視覺系統感應的預置點，對標定板建立坐標；
步驟二、機械手設置一個用于標定機械手移動的感應點；根據預置點的位置設置機械手的移動規則，機械手受處理器控制，使得機械手每次移動后感應點均位于預置點的上方:
步驟三、機械手開始移動，同時視覺系統的攝像裝置對機械手進行圖像拍攝；視覺系統對顯示窗口劃分坐標，同時計算感應點在相機窗口中的坐標軌跡；
步驟四、機械手移動至其中一個預置點，暫停t秒；視覺系統保存此時感應點在顯示窗口的坐標信息；同時也將預置點的坐標信息存儲；
步驟五、多次重復步驟三、四，獲得多個感應點在顯示窗口的坐標信息:(X1、Y1)、(X2、Υ2)、(Χ3、Υ3)……(Xn、Yn);以及對應的多個預置點的坐標信息:(xl、yl)、(x2、y2)……(xn、yn)；
步驟六、建立坐標映射關系:
【權利要求】
1.機器人視覺系統的快速標定方法，用于將機械手坐標轉換到一個機器人視覺系統，其特征在于:其包括以下步驟: 步驟一、設置標定板，標定板上設置多個用于視覺系統標定的預置點； 步驟二、機械手設置一個用于標定機械手移動的感應點；根據預置點的位置設置機械手的移動規則，使得機械手每次移動后感應點均位于預置點的上方: 步驟三、機械手開始移動，同時視覺系統的攝像裝置對機械手進行圖像拍攝；視覺系統對顯示窗口劃分坐標或者視覺系統建立坐標系統其坐標顯示在顯示窗口內，同時計算感應點在相機窗口中的坐標軌跡； 步驟四、機械手移動至其中一個預置點，暫停t秒；視覺系統保存此時感應點在顯示窗口的坐標信息；同時也將預置點的坐標信息存儲； 步驟五、多次重復步驟三、四，獲得多個感應點在顯示窗口的坐標信息:(X1、Y1)、(X2、Υ2)、(Χ3、Υ3)……(Xn、Yn);以及對應的多個預置點的坐標信息:(xl、yl)、(x2、y2)……(xn、yn)； 步驟六、建立坐標映射關系:
求得轉換矩陣；得到機械人視覺系統的坐標與機械手坐標系統的坐標的轉換關系，從而完成視覺系統中的坐標標定。
2.根據權利要求1所述的機器人視覺系統的快速標定方法，其特征在于:在進行步驟五時，獲得坐標信息的感應點不少于3個。
3.根據權利要求2所述的機器人視覺系統的快速標定方法，其特征在于:在進行步驟五時，獲得坐標信息的感應點不在一條直線上。
4.機器人視覺系統的快速標定方法，用于將其中一個視覺系統坐標轉換到另一個視覺系統坐標，其特征在于:包括以下步驟: 步驟一、設置標定板，標定板上設置多個用于兩個視覺系統標定的預置點； 步驟二、提供一個機械手，機械手設置一個用于標定機械手移動的感應點；根據預置點的位置設置機械手的移動規則，使得機械手每次移動后感應點均位于預置點的上方: 步驟三、機械手開始移動，其中一個視覺系統的第一相機以及另一個視覺系統的第二相機分別對機械手進行圖像拍攝；兩個視覺系統的顯示窗口分別劃分坐標，或者兩個視覺系統的坐標顯示在相應的顯示窗口 ；并同時計算感應點在相應顯示窗口中的坐標軌跡；步驟四、機械手移動至其中一個預置點，暫停t秒；相機保存此時感應點在窗口的坐標信息；同時也將預置點的坐標信息存儲；然后機械手移動至另一個預置點； 步驟五、多次重復步驟三、四，獲得多個感應點在相應窗口的坐標信息其中一個視覺系統中的坐標分別為:(R1、T1)、(R2、T2)、(R3、T3)……(Rn、Tn);另一個視覺系統中的坐標分別為:(rl、tl)、(r2、t2)......(tn、tn); 步驟六、建立坐標映射關系:
求得轉換矩陣；得到兩個視覺系統之間坐標的轉換關系，從而完成兩個視覺系統中的坐標標定。
5.根據權利要求4所述的機器人視覺系統的快速標定方法，其特征在于:在進行步驟五時，獲得坐標信息的感應點不少于3個。
6.根據權利要求5所述的機器人視覺系統的快速標定方法，其特征在于:在進行步驟五時，獲得坐標信息的感應點不在一條直線上。
【文檔編號】G01B11/00GK104180753SQ201410371760
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】盧盛林, 郭龍 申請人:東莞市奧普特自動化科技有限公司