[发明专利]基于三维视觉的自动装配系统

摘要

基于三维视觉的自动装配系统，包括机架，固定安装在机架上的工业机械手，机械手控制器和三维摄像头；三维摄像头获取工业机械手当前工作时刻的二维图片和深度信息，工业机械手经示教训练后依照示教过程完成自动装配任务，示教过程中由人手握着工件完成工件从原始位姿、装配初始位姿和装配终止位姿的迁移。本发明具有能够根据一次人工装配示教训练对机械手的运动完成规划，使机械手能独立重复完成人工演示的优点。

主权项

1.基于三维视觉的自动装配系统，包括机架，固定安装在机架上的工业机械手，机械手控制器和三维摄像头；三维摄像头获取工业机械手当前工作时刻的二维图像和深度信息，工业机械手经示教训练后依照示教过程完成自动装配任务，示教过程中,由人手握着工件完成工件从原始位姿、装配初始位姿和装配终止位姿的迁移；示教训练包括：S1、对机械手坐标系和三维摄像头坐标系进行标定，计算三维摄像头坐标系到工业机械手坐标系的转换矩阵；S2、三维摄像头对工作场景拍照，此时使工件处于原始位姿，计算出场景图像的sift特征，然后根据工件的颜色识别出工件所在位置，并根据该位置获取工件的sift的特征，从中选取距离最远的两个特征点A和特征点B，向量作为工件的原始姿态，以A点坐标作为工件的原始位置；特征点A、特征点B和向量处于三维摄像头坐标系下；S3、将工件从原始位姿调整到装配初始位姿，在装配初始位姿下再次计算sift特征，并与原始位姿的sift特征A和sift特征B进行匹配，找到装配初始位姿下的sift特征A¹和sift特征B¹，即为装配初始姿态，以A¹点坐标作为工件的装配初始位置，特征点A¹、特征点B¹和向量处于三维摄像头坐标系下；S4、将工件从装配初始位姿调整到装配终止位姿，在装配终止位姿下再次计算sift特征，并与原始位姿的sift特征A和sift特征B进行匹配，找到装配终止位姿下的sift特征A²和sift特征B²，即为装配终止姿态，以A²点坐标作为工件的装配终止位置，特征点A²、特征点B²和向量处于三维摄像头坐标系下；S5、将原始姿态和原始位置A转化为工业机械手夹持处于初始位姿的工件的控制信息，将装配初始姿态和装配初始位置A¹转化为工业机械手移动工件到装配初始位姿的控制信息，将装配终止姿态和装配终止位置A²转化为工业机械手移动工件到装配终止位姿的控制信息。