[发明专利]一种部件间高精度自动对接的位姿检测方法

权利要求书

1.一种部件间高精度自动对接的位姿检测方法，其特征在于，包括：

获取第一对接部件(1)表面上的第一待测标志物(3)的坐标；

获取第二对接部件(2)表面上的第二待测标志物(4)的坐标；

获取第一对接部件(1)的螺栓与螺孔的位姿对应的第一位姿引出部件(5)的第一参考标志物的坐标；

获取第二对接部件(2)的螺栓与螺孔的位姿对应的第二位姿引出部件(6)的第二参考标志物的坐标；

确定第一参考标志物相对于第一待测标志物(3)的位姿；

确定第二参考标志物相对于第二待测标志物(4)的位姿；

确定第一对接部件(1)和第二对接部件(2)的位姿差；

所述获取第一对接部件(1)表面上的第一待测标志物(3)的坐标的步骤之前还包括：

在第一对接部件(1)表面上设置第一待测标志物(3)；

在第一位姿引出部件(5)的正对相机的一侧设置第一参考标志物，所述第一参考标志物用于引出第一对接部件(1)上的螺栓与螺孔的位姿；

在第二对接部件(2)表面上设置第二待测标志物(4)，其中第二待测标志物(4)与第一待测标志物(3)的ID不同；

在第二位姿引出部件(6)的正对相机的一侧设置第二参考标志物，所述第二参考标志物用于引出第二对接部件(2)上的螺栓与螺孔的位姿；

将第一位姿引出部件(5)对准第一对接部件(1)插入；

将第二位姿引出部件(6)对准第二对接部件(2)插入；

将第一对接部件(1)和第二对接部件(2)进行对接；；

所述位姿检测方法还包括：

通过两个CCD相机建立双目视觉测量系统；

根据所建立的双目视觉测量系统确定第一待测标志物(3)和第二待测标志物(4)的坐标系；

根据所确定的第一待测标志物(3)和第二待测标志物(4)的坐标系确定第一对接部件(1)和第二对接部件(2)的位姿偏差；

所述根据所确定的第一待测标志物(3)和第二待测标志物(4)的坐标系确定第一对接部件(1)和第二对接部件(2)的位姿偏差的步骤包括：

建立第一待测标志物(3)的坐标系；

确定第一待测标志物(3)的坐标系在相机坐标系下的第一待测位姿；

确定第一参考标志物的坐标系在相机坐标系下的第一参考位姿；

确定第一参考标志物的坐标系在第一待测标志物(3)的坐标系下的位姿；

建立第二待测标志物(4)的坐标系；

确定第二待测标志物(4)的坐标系在相机坐标系下的第二待测位姿；

确定第二参考标志物的坐标系在相机坐标系下的第二参考位姿；

确定第二参考标志物的坐标系在第二待测标志物(4)的坐标系下的位姿；

确定第一对接部件(1)和第二对接部件(2)之间的位姿差；

所述获取第一对接部件(1)的螺栓与螺孔的位姿对应的第一位姿引出部件(5)的第一参考标志物的坐标的步骤包括：

在第一对接部件(1)的螺栓与螺孔位置设置与第一位姿引出部件(5)的坐标相对应的参照物；

确定第一参考标志物相对于参照物的坐标；

确定螺栓与螺孔相对于参照物的坐标；

确定第一参考标志物相对于螺栓与螺孔的相对位姿。

2.根据权利要求1所述的位姿检测方法，其特征在于，所述建立第一待测标志物(3)的坐标系的步骤包括：

通过双目视觉测量系统确定第一待测标志物(3)的三个角点a、b、c在相机坐标系下的三维空间坐标；

以第一待测标志物(3)的角点连线作ab为X轴方向，以第一待测标志物(3)的角点连线ac作为Y轴方向，由右手定则确定坐标系Z轴方向；

根据确定的X轴方向和Z轴方向反推Y轴方向，建立坐标系。

3.根据权利要求1所述的位姿检测方法，其特征在于，所述第一待测标志物(3)为aruco标志码。

4.根据权利要求1所述的位姿检测方法，其特征在于，所述建立第一待测标志物(3)的坐标系的步骤包括：

对第一对接部件(1)上的不同标记点进行标号；

对该第一对接部件(1)的位姿进行实时测量；

获取不同时刻的各个标记点的状态变化；

对各个标记点进行匹配，确定各个标记点在不同时刻所处位置。