[发明专利]一种典型机器人视觉示教系统

说明书

本发明公开了一种典型机器人视觉示教系统，涉及机器人视觉系统技术领域。本发明包括视觉模块、数据处理模块和动作控制模块，视觉模块包括左摄像和右摄像，分别安装于机器人的头部位置，用于采集机器人的位置姿态图片数据；数据处理模块对位置姿态图片数据进行处理，生成机器人的最终的位置姿态数据；动作控制模块用于控制不同的伺服电机，实现机器人不同位置姿态的展现。本发明通过示教而不是编程的方法，便利地为工业机器人加入视觉识别能力，不需要用户具备专业的机器视觉领域知识，降低了为工业机器人配套的机器视觉产品在物体识别、质量检测、位置检测、过程检测和安全防护等领域的运用难度。

技术领域

本发明属于机器人视觉系统技术领域，特别是涉及一种典型机器人视觉示教系统。

背景技术

对机器人编程，这样串联机器就可以工作，因此示教学习及其重要。发达国家很早就开始对机器人示教学习进行研究。机器人示教系统的主要工作流程为示范教学系统收集的信息传送给主控制器系统在由伺服电机驱动机器人本体，而传感器及相关设备收集的信息再次传送至主控制器。

工业机器人示教实现的基础为示教学习系统，获取数据，制定位姿等，最终得到动作程序。工业机器人大约经过了“示教—再现”(Teaching andplaying)方式，离线编程式(Off-line programming)到自行编译程序代码、自行规划的几个阶段。

示教复现可以理解为操作者将机器人装置活动到指定的位置，将其位姿信息进行记录，让其对轨迹多个位置进行采集，此后机器人将可以自主达成预期计划。既往示教再现法的操作局限于固定工位，只有让程序表现出泛化性，这样才能扩大示教再现方法应用范围。

关节空间轨迹规划核心是对轨迹中间点角度值进行求解，相对较容易，规划阶段不存在装置奇异。其原理是对轨迹起始点以及结束点关节角度值进行求解，前提是维持加速度连续等，使用插补算法从而实现对中间关节角度值的求解。只对机器人角度值曲线进行规划，机器人在立体空间作业时会出现运动轨迹以及作业要求的偏差。为了解决这个问题，可以依托样条曲线插补等来解决。现阶段，任务空间轨迹规划是十分普遍的，比如末端姿态需要有着严格的瞬时变化规律，这使得任务空间轨迹规划变得十分重要，对任务轨迹进行离散，控制精度高，离散点的数量多，离散点对应着关节空间，基于此获得关节角度值，让机器人可以完成任务轨迹。其在立体空间中所进行的规划效果良好，经运动学逆解其离散可得轨迹点进一步输出为控制机器人的动作，计算量很大，会导致控制时间延长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种典型机器人视觉示教系统，本发明通视觉系统将视觉采集、标注、训练和识别系统整合在了一个视觉控制器中，降低了系统复杂度。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种典型机器人视觉示教系统，包括视觉模块、数据处理模块和动作控制模块，所述视觉模块包括左摄像和右摄像，分别安装于机器人的头部位置，用于采集机器人的位置姿态图片数据；所述数据处理模块对位置姿态图片数据进行处理，生成机器人的最终的位置姿态数据；所述动作控制模块用于控制不同的伺服电机，实现机器人不同位置姿态的展现。

优选地，所述视觉模块还包括视觉系统设置和辅助模块，所述视觉系统设置包括用于连接参数设置、控制指令传递、数据采集的视觉系统通信模块，状态读取、系统校准、误差分析的视觉系统校准模块，和采样频次设置模块；

所述辅助模块包括用于显示图标、隐藏图标的示教状态监视模块，用于写入位姿数据、存储位姿数据的文件操作模块。

优选地，所述数据处理模块分别对左摄像和右摄像采取位姿图片信息进行分别处理，分别提取左摄像和右摄像采取位姿图片的特征点坐标进行特征匹配；

所述数据处理模块对匹配后的特征点坐标进行三维建模，构建三维坐标。