[发明专利]基于双目视觉的位姿识别与抓取的装置与方法

说明书

本发明公开了一种基于双目视觉的位姿识别与抓取的装置与方法。包括工件传送模块、图像采集模块和目标工件抓取模块，工件传送模块通过传送带将目标工件传送到双目相机下方，当双目视觉相机支架下方安装的接近传感器接受工件到达信号时传送带停止工作，便于左右工业相机采集图像；图像采集模块采集图像后传输至计算机，通过图像预处理算法和位姿识别算法处理后获得目标工件的位姿信息，再对位姿信息进行处理、轨迹规划，将数据传输至抓取装置；抓取装置中的机械手对工件进行抓取并摆放至指定区域。本发明可以检测目标工件的位姿信息并进行轨迹规划，利用抓取装置对目标工件进行抓取，提升效率。

技术领域

本发明属于机器视觉领域，具体涉及了一种基于双目视觉的位姿识别与抓取的装置与方法。

背景技术

双目立体视觉是机器视觉的一种重要形式，它是基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像，通过计算图像对应点间的位置偏差，来获取物体三维几何信息的方法。

随着信息技术和机器人技术飞速的发展，机器人控制技术所涵盖的内容越来越丰富。工业机器人作为一种新兴的数字控制设备，一经问世就得到了广泛的关注，经过国内外的专家学者和科研人员的不断探索，功能得到逐渐完善。其中双目立体视觉技术被广泛运用在物体识别、虚拟现实、工业检测等领域。双目立体视觉技术可以在多种条件下灵活的获得物体的立体信息，相对单目视觉有着不可比拟的优势。

在工业生产流水线上，传统的供料设备为振动盘，但是对于软磁体、陶瓷片等弱冲击韧性材料，无法使用振动盘上料，否则将导致材料发生破碎、产生裂缝等后果。而在工业机械手使用场合中，基于单目视觉机械手的的一般动作是采用“抓取-放置”的动作，运用单目视觉进行零件的二维测量，通过固定的参数获取零件的旋转角度、位姿，以实现零件的抓取。在利用双目视觉工业机械手的情景中，机械手对零件、产品的抓取仅停留在“定位-抓取-放置”的程度上，对产品的初始、结束姿态没有考虑。所以在双目视觉的基础上，进行对工件进行位姿识别、机械手轨迹规划的研究，对工业生产效率的提高具有很大的积极意义。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种基于双目视觉的位姿识别与抓取的装置与方法，可以完成对无法在振动盘上料的工件进行位姿识别以及抓取，包括通过双目视觉系统及相关图像处理与三维重建算法，利用相关图像算法进行工件的姿态识别，机械手的运动轨迹规划，实现对工件的位姿识别与抓取。

本发明采用的技术方案如下：

一、一种基于双目视觉的位姿识别与抓取的装置

包括工件传送模块、图像采集模块和目标工件抓取模块；

工件传送模块包括带式传送机、带式传送机电机驱动装置和接近传感器，带式传送机上安装有用于传送目标工件的传送带，位于传送带一侧的带式传送机机架上安装有接近传感器。

图像采集模块包括工业相机、相机支架、条形光源和双目相机夹具，位于传送带两侧的带式传送机机架上固定有相机支架，相机支架两侧之间安装有高度可调的双目相机夹具，双目相机夹具的导轨上滑动安装有两个CCD工业相机，两个工业相机用于拍摄经过接近传感器的目标工件，两个工业相机分别为左相机和右相机；相机支架两侧底部安装有对称布置的两个条形光源，条形光源用于图像采集时提供照明；接近传感器靠近相机支架布置。

目标工件抓取模块包括四轴机械手和控制柜，控制柜位于带式传送机一侧且高度与传送带高度一致，控制柜与传送带高度一致使目标工件与机械手坐标系原点高度保持一致，便于坐标换算；四轴机械手通过其底座固定于控制柜上。

二、采用上述装置的一种基于双目视觉的位姿识别与抓取的方法

包括以下步骤：

步骤一：调整工业相机的高度、拍摄角度和两个工业相机之间的距离，使得目标工件位于工业相机的焦距范围内；