[发明专利]一种机械臂视觉系统

说明书

本发明提供一种机械臂视觉系统，双目摄像机采集机械臂工作区的特征对象图像数据；图像处理模块接收双目摄像机传输的图像数据，采用对称式卷积神经网络图像去噪模式对双目摄像机摄取的图像数据提取特征值，进行滤波处理；并根据提取的特征值重建原始图像数据；手眼标定模块标定图像处理模块传输的图像数据上特征对象的坐标，并统一特征对象的坐标和机械臂末端坐标；机械臂控制模块实时接收机械臂的运动参数和运动轨迹，根据统一后的坐标生成机械臂运动轨迹指令，实时控制机械臂运动；提高了机械臂控制智能化程度。

技术领域

本发明涉及工业智能控制领域，尤其涉及一种机械臂视觉系统及方法。

背景技术

近年来，工业控制领域中工业机器人得到了广泛地应用，传统的技术方法采用操作人员离线编程引导的方式控制工业机器人，机器人重复地执行存储在内存单元中的程序，执行所要求的操作动作。这种控制方式对智能机器人限制性极强，不具备实时性，对外界信息变化的感知能力不足，不能够根据环境的变化对操作行为进行相应的调整，同时大量的功能需要大量的编程准备时间，在一定程度上大大降低了系统效率。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种机械臂视觉系统，包括：机械臂、双目摄像机、手眼标定模块、图像处理模块、机械臂控制模块；

双目摄像机设置于机械臂末端上部，用于采集机械臂工作区的特征对象图像数据，并将图像数据传输至图像处理模块；

图像处理模块用于接收双目摄像机传输的图像数据，采用对称式卷积神经网络图像去噪模式对双目摄像机摄取的图像数据提取特征值，进行滤波处理；并根据提取的特征值重建原始图像数据；

手眼标定模块用于标定图像处理模块传输的图像数据上特征对象的坐标，并统一特征对象的坐标和机械臂末端坐标；

机械臂控制模块用于实时接收机械臂的运动参数和运动轨迹，根据统一后的坐标生成机械臂运动轨迹指令，控制机械臂运动；运动过程中通过当前运动数据和历史运动数据调节机械臂运动精度。

优选的，机械臂运动精度控制具体过程包括：

机械臂控制模块根据历史数据设置初始化数据，初始化数据包括：误差调节值、运动速度以及各信息输入量权重值；

基于初始化数据，机械臂控制模块生成机械臂运动轨迹指令，根据机械臂运动轨迹指令计算机械臂运动结果，机械臂控制模块将计算的机械臂运动结果与机械臂实际运动结果作比较，得出运动差值；运动差值按照机械臂各部件运动参数分类汇总，结合对应类的历史运动差值计算运动调节值，机械臂控制模块依据运动调节值生成调节运动指令，将运动调节值反馈至机械臂运动过程。

优选的，机械臂控制模块结合对应类的历史运动差值计算运动调节值时，历史运动差值在计算过程中所占权重数值与所述的历史运动数据数量成正比。

优选的，图像处理模块包括：卷积单元和反卷积单元；

卷积单元用于在图像数据上生成特征值提取框，在特征值提取框内提取特征对象的特征值形成不同的特征框；

反卷积单元用于根据卷积单元提取的特征值重建原始图像，得到无噪声的图像数据。

优选的，特征值的提取采用特征金字塔结构，根据特征值的分辨率由高到低逐次提取，形成特征金字塔。

优选的，机械臂为六自由度机械臂。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：