[发明专利]工件定位方法、机器人及机器人作业方法

说明书

本申请揭示了一种工件定位方法、计算机设备、计算机可读存储介质、机器人及机器人作业方法，该方案构建出虚拟相机和工件模型，采用虚拟相机拍摄虚拟场景中的工件模型，获取工件模型在基坐标系下的虚拟点云，将虚拟点云与由相机装置采集的工件图像获得的实际点云匹配，基于匹配结果确定工件的位置，避免了直接将实际点云与工件模型匹配方式导致的匹配不准确，提高了工件实时定位的准确性，从而提高机器人作业的质量和效率。

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，特别涉及一种工件定位方法、计算机设备、计算机可读存储介质、机器人及机器人作业方法。

背景技术

在机器人作业领域，通过线激光扫描工件的方式获取工件位置、通过人工示教编程方式获取工件位置等，存在耗费时间长、效率低等问题。同时，由于线激光扫描采集的工件点云数据会存在较多的噪声点，准确性较低，导致机器人作业质量和效率低；而人工示教编程方式引入了人为的不可控因素，往往会引发事故。

随着机器人技术、三维视觉技术的快速发展，以及产业智能制造的升级，机器人视觉越来越多的应用于工业生产以及服务业等场景，通过视觉系统引导机器人作业，是实现机器人作业智能化的重要手段。基于三维视觉引导机器人作业，效率更高，对工件的定位也更加准确。

然而，现有技术中，是直接将相机装置获取到的工件点云数据与工件模型对应的虚拟点云数据匹配，工件模型包含有厚度数据，而通过相机装置仅能采集到视线范围内的工件点云数据，直接匹配工件点云数据与工件模型中的虚拟点云数据，无法确保与工件点云数据匹配的虚拟点云数据是相对应的，匹配误差大。如图1所示，标记a表示工件点云轮廓，标记b表示直接由工件模型获取到的虚拟点云轮廓，标记a与标记b并非位于同一平面上，而是具有一定的距离；即是，虚拟点云数据与工件点云数据不是完全对应的，将导致匹配不准确。

申请内容

为了解决工件定位不准确的问题，本申请提供了一种工件定位方法、计算机设备、计算机可读存储介质、机器人及机器人作业方法。

根据本申请实施例的一方面，公开了一种工件定位方法，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。该工件定位方法包括：

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。

在一种示例性实施例中，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。

在一种示例性实施例中，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。

在一种示例性实施例中，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：