[发明专利]一种快速引导机械手抓取目标的视觉对位方法

说明书

本发明公开一种快速引导机械手抓取目标的视觉对位方法，它包括：将测试工件的中心放置在工位设定的参考位置至少两次；相机拍照获取测试工件每次放置时以相机作为参考系时测试工件的实际坐标；构建机械手的位置矫正函数；将每次放置时的实际坐标带入位置矫正函数确定机械手的位置矫正模型；将待抓取目标工件以任意位置和/或姿势流入工位并通过相机拍照获取以相机作为参考系时待抓取目标工件的实际坐标；将以相机作为参考系时待抓取目标工件的实际坐标代入机械手的位置矫正模型，获得机械手需要矫正取料的位置偏差坐标。本发明提供的视觉对位方法兼容性强、操作简易，能够减少设备调试时间，提升机械手抓取效率和精度。

技术领域

本发明属于机器视觉技术领域，具体来说，涉及一种快速引导机械手抓取目标的视觉对位方法。

背景技术

工业视觉CCD引导和定位，要求机器视觉系统能够快速准确的找到目标物并确认其物理位置，引导机械手臂或者轴模组准确抓取目标或上下料。目前，国内大多使用第三方机器视觉专用算法，并且偏向于底层或独立的单元运算，具体应用层面必须由现场开发工程师根据实际需求组合庞大的算子单元来实现。,

视觉引导对位的操作准备工作有:棋盘格畸变矫正→九点标定→旋转姿势中心拟合。其中棋盘格畸变矫正以及九点标定一般在视觉系统搭建之初就已经准备完成，属于标准操作内容。

第三步旋转姿势中心拟合需要根据不同的吸嘴(或者夹爪)和不同目标物吸取点，每次切换料号和吸嘴时，设备和软件要不停的做调试修正，属于操作复杂的步骤，尤其在吸嘴不在相机视野或者吸嘴是非标准规格异形件的情况下，这一步会变得极其困难。

图1示出了常规的旋转姿势中心算法，其通过产品放置的多点位置拟合圆心，如果件异形或者旋转拟合的圆弧过短，那么拟合的中心误差会很大，如果夹件不在相机视野范围内那么将无法计算。

发明内容

针对现有技术存在的旋转姿势中心拟合操作复杂、误差大的问题，本发明提供了一种快速引导机械手抓取目标的视觉对位方法，该方法兼容性强、操作简单，能够减少设备调试时间，提升机械手抓取效率和精度。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种快速引导机械手抓取目标的视觉对位方法，包括：

将测试工件的中心放置在工位设定的参考位置至少两次，其中，每次放置时测试工件的方向不同；

相机拍照获取测试工件每次放置时以相机作为参考系时测试工件的实际坐标；

构建机械手的位置矫正函数；

将每次放置时的实际坐标带入位置矫正函数确定机械手的位置矫正模型；

将待抓取目标工件以任意位置和/或姿势流入工位并通过相机拍照获取以相机作为参考系时待抓取目标工件的实际坐标；

将以相机作为参考系时待抓取目标工件的实际坐标代入机械手的位置矫正模型，获得机械手需要矫正的位置偏差坐标。

进一步限定，所述“将测试工件的中心放置在工位设定的参考位置至少两次，其中，每次放置时测试工件的方向不同”包括：

第一次放置，将测试工件的中心放置在工位设定的参考位置；

第二次放置，直接将第一次放置的测试工件以中心做第一次旋转角度θ₁；

第三次放置，直接将第一次放置的测试工件以中心做第二次旋转角度θ₂；

依次类推，第n+1次放置，直接将第一次放置的测试工件以中心做第n次旋转角度θ_n；