[发明专利]关节机械手配合视觉系统的自动标定方法

说明书

本发明涉及视觉定位技术领域，特别涉及关节机械手配合视觉系统的自动标定方法，移动机械手，使安装在机械手第二臂的相机能观察到螺丝孔，记为起始位，机械手做J1、J2的关节运动，记录运动前后的螺丝孔像素坐标，机械手回到起始位，引导机械手做世界坐标运动，移动多处位置，并记录运动后的螺丝孔像素坐标，完成基于起始位置的相机与机械手位置标定。与现有技术相比，本发明的关节机械手配合视觉系统的自动标定方法节省运动轴资源，减免了因要为添置固定标定平台从而给设备结构带来的额外空间资源、硬件资源等，以实际产品螺丝孔为视觉目标，配合镜头焦距与光源调节，更利于适应不同高度的产品加工。

【技术领域】

本发明涉及视觉定位技术领域，特别涉及关节机械手配合视觉系统的自动标定方法。

【背景技术】

现有的相机与机械手标定方法存在以下缺陷：

1、标定要求保持相机姿态不变，相机须安装在机械手的θ轴，但一般地机械手的θ轴兼具锁螺丝功能，安装相机将导致旋转运动受限。

2、相机安装在机械手第二臂上，相机姿态随运动改变，现有的方法是制作一幅标定宫格点阵图。相机一次抓取所有的视觉坐标点，接着引导机械手依次戳点点阵图中的点。形成像素坐标与机械手物理坐标点对完成标定。此方法局限性很大，在于锁螺丝的面并非只有平面，如显示器后盖为弧面，难以平放宫格点阵图。为此，也有方法是固定添置一工作平面专门用以放置宫格点阵图，但是这将给设备结构设计带来负担，并且需要升降工作平面以保持与产品螺丝孔位同一高度，操作较复杂。

【发明内容】

为了克服上述问题，本发明提出一种可有效解决上述问题的关节机械手配合视觉系统的自动标定方法。

本发明解决上述技术问题提供的一种技术方案是：提供一种关节机械手配合视觉系统的自动标定方法，包括如下步骤：

步骤S1，移动机械手，使安装在机械手第二臂的相机能观察到螺丝孔，记为起始位；

步骤S2，机械手做J1、J2的关节运动，记录运动前后的螺丝孔像素坐标；

步骤S3，机械手回到起始位，引导机械手做世界坐标运动，移动多处位置，并记录运动后的螺丝孔像素坐标；

步骤S4，完成基于起始位置的相机与机械手位置标定。

优选地，所述步骤S1中，包括如下步骤：

步骤S11，移动机械手，使螺丝孔位尽量地出现在视野中心位置；

步骤S12，调整镜头焦距与光源亮度，使目标成像清晰；

步骤S13，相机抓取螺丝孔的像素坐标；

步骤S14，读回机械手目前的世界坐标XY及J1、J2关节的角度。

优选地，所述步骤S2中，包括如下步骤：

步骤S21，机械手做关节运动J1旋转角度A；

步骤S22，机械手做关节运动J2旋转角度-A；

步骤S23，相机抓取螺丝孔的像素坐标；

步骤S24，读回机械手的世界坐标XY。

优选地，所述步骤S3中，包括如下步骤：

步骤S31，控制机械手做世界坐标运动至P0位置，记录目标像素坐标并读回机械手世界坐标XY和J1、J2角度；

步骤S32，控制机械手做世界坐标运动至P1位置，记录目标像素坐标并读回机械手世界坐标XY和J1、J2角度；

步骤S33，控制机械手做世界坐标运动至Pn位置，记录目标像素坐标并读回机械手世界坐标XY和J1、J2角度。