[发明专利]一种基于视觉引导的工业机器人工件定位抓取方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于视觉引导的工业机器人工件定位抓取方法，包括如下步骤:步骤S1、建立系统参数化模型并摄像机定标；步骤S2、确定工件特征模板；步骤S3、搜索工件模板实例，根据实例的坐标信息确定工件的位置；步骤S4、计算目标工件的速度；步骤S5、预测工件处于待抓取工位时在机器人基础坐标系下的位姿；步骤S6、机器人按照规划轨迹运动接近并抓取工件，放置到目标点位置。本发明还公开了一种实现权利要求1所述的基于视觉引导的工业机器人工件定位抓取方法的系统，包括：传送带、光电开关、摄像机、工业控制计算机、机器人和目标工件。具有定位精度高、工作效率高和自动化程度高等优点。

主权项

一种基于视觉引导的工业机器人工件定位抓取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：根据摄像机和机器人的位置关系建立系统的参数化模型并标定摄像机内外参数，通过摄像机为中间媒介建立起目标工件与机器人之间的相对位姿关系；步骤S2：当工件通过时，光电开关触发摄像机采集经传送带送入摄像机视野的工件图像并传送到工业控制计算机进行图像滤波预处理和图像增强预处理，降低噪声的影响，同时确定目标工件的特征模板，作为用于识别算法的依据；步骤S3：采用模板匹配识别算法在工件图像中搜索工件特征模板实例，得到工件在拍照时刻的位置(X,Y,Z)和偏转角度θ，根据步骤S1的标定结果将(X,Y,Z)和θ映射到机器人基础坐标系中；步骤S4：对步骤S2采集的工件图像进行步骤S3的灰度模板匹配后，根据经过模板匹配后的5‑10帧工件图像，计算目标工件中心在运动方向的位移S，除以拍摄这5‑10帧图像的时间T，即得到目标工件速度V的计算式：V=S/T，其中，S表示位移，T表示时间；步骤S5：跟踪算法采用卡尔曼滤波模型预测工件处于待抓取工位时的位置与偏转角度；步骤S6：根据待抓取工位和目标点的位置规划机器人的运动轨迹，机器人控制器发出指令控制机器人按照规划的运动轨迹接近并抓取工件，并放置到目标点位置。