[发明专利]工件定位方法、机器人及机器人作业方法

权利要求书

1.一种工件定位方法，用于机器人对工件作业的场景，所述机器人上设有相机装置，其特征在于，所述方法包括：

基于所述相机装置采集的工件图像，获取所述工件在所述机器人的基坐标系下的实际点云；

获取所述工件在所述基坐标系下对应的工件模型；

构建虚拟相机和虚拟场景，将所述工件模型置于所述虚拟场景，并使所述工件模型位于所述虚拟相机的视场角内；

采用所述虚拟相机拍摄所述工件模型，获取所述工件模型在所述基坐标系下的虚拟点云；

匹配所述实际点云和所述虚拟点云，获得所述工件的位置。

2.根据权利要求1所述的工件定位方法，其特征在于，所述相机装置设置在所述机器人的末端；所述基于所述相机装置采集的工件图像，获取所述工件在所述机器人的基坐标系下的实际点云，包括：

获取所述相机装置采集到的工件图像及所述相机装置采集所述工件图像时所述机器人的位姿矩阵；

根据所述位姿矩阵和所述机器人的手眼矩阵，将所述工件图像中的点云在相机坐标系下的坐标转换到所述基坐标系下，获得所述实际点云；所述手眼矩阵表示相机坐标系相对于所述机器人的工具坐标系的转换关系。

3.根据权利要求2所述的工件定位方法，其特征在于，所述构建虚拟相机，包括：

根据所述位姿矩阵和所述手眼矩阵确定所述虚拟相机在所述虚拟场景中的位置；

根据所述相机装置的参数，配置所述虚拟相机的参数，构建出所述虚拟相机；所述参数包括视场角和像素。

4.根据权利要求3所述的工件定位方法，其特征在于，所述根据所述相机装置的参数，配置所述虚拟相机的参数，包括：

配置所述虚拟相机的视场角与所述相机装置的视场角一致；

配置所述虚拟相机的像素与所述相机装置的像素一致。

5.根据权利要求4所述的工件定位方法，其特征在于，所述根据所述位姿矩阵和所述手眼矩阵确定所述虚拟相机在所述虚拟场景中的位置，包括：

根据所述位姿矩阵和所述手眼矩阵确定所述相机装置相对于所述机器人的位置；

根据所述相机装置相对于所述机器人的位置，设置所述虚拟相机在所述虚拟场景中的位置，使所述虚拟相机的位置与所述相机装置的位置相对应。

6.根据权利要求1所述的工件定位方法，其特征在于，所述获取所述工件在所述基坐标系下的工件模型，包括：

获取所述工件多个角度的图像数据；

利用三维建模软件，将所述多个角度的图像数据整合成三维数模；

将所述三维数模转换到所述基坐标系下，获得所述工件模型。

7.根据权利要求1至6任一项所述的工件定位方法，其特征在于，所述匹配所述实际点云和所述虚拟点云，获得所述工件的位置，包括：

采用迭代最近邻点算法对所述实际点云和所述虚拟点云进行配准，获得所述工件的位置。

8.一种机器人，其特征在于，包括：

机器人本体，所述机器人本体具有多个运动轴；

相机装置，所述相机装置设置在所述机器人本体；及

控制器，所述控制器与所述机器人本体和所述相机装置连接，用于控制所述机器人本体和所述相机装置，并执行如权利要求1至7任一项所述的工件定位方法的步骤。

9.一种机器人作业方法，所述机器人设有末端工具和相机装置，其特征在于，所述作业方法包括：

控制所述相机装置采集工件图像；

采用如权利要求1至7任一项所述的工件定位方法进行工件定位，获得工件的位置；

控制所述末端工具移动到所述工件的位置进行作业。

10.根据权利要求9所述的机器人作业方法，其特征在于，所述末端工具为焊枪，所述相机装置为三维相机。