[发明专利]一种机器人视觉系统快速标定方法

权利要求书

1.一种机器人视觉系统快速标定方法，所述机器人视觉系统包括机器人、工作平台、CCD摄像机和计算机，其中，计算机用于控制CCD摄像机采集工作平台的图像数据，计算机还能够控制机器人的移动；其特征在于所述方法包括如下步骤：

步骤1，将CCD摄像机安装在工作平台上的角落，使得工件放置在工作平台上时，工件的局部位于CCD摄像机的视场区域内，CCD摄像机能够对其视场区域内的工件的局部特征进行识别并提取该特征的坐标，同时检测工件在工作平台上放置的姿态，依据工件图纸采集工件内部特征之间的坐标关系，计算需要的特征坐标与检测到的特征坐标之间的横纵坐标的差值，从而得到所需要的特征坐标点；

步骤2，利用opencv编写畸变矫正算法，对CCD摄像机进行快速畸变矫正；畸变矫正算法的具体内容是：

（1）通过移动或旋转棋盘格，CCD摄像机采集获取N张不同角度包含有整个棋盘格的图像；

（2）预设棋盘格的内焦点行数和列数，行数和列数不能相同；

（3）设定3D场景中的点位数据；

（4）对步骤（1）采集的棋盘格图像进行如下处理：

a.调取第一张图像，进行灰度处理；

b.再将图像尺寸缩小n倍，n根据图像实际大小设定；

c.使用棋盘格检测函数检测角点；

d.重新加载原始图像，并且将检测到的角点数据横纵坐标都放大n倍，将这些加入到亚像素角点检测函数中；

e.将检测到的亚像素角点坐标放入集合；

f.调取下一张图像，重复步骤a-e，直至所有棋盘格图像均处理完成；

（5）将存放有亚像素角点坐标的集合添加到相机标定矩阵，由相机标定函数来计算摄像机内参和畸变矩阵；

（6）将摄像机内参和畸变矩阵保存并输出；

步骤3，对摄像机坐标系与机器人世界坐标系和实际尺寸的比例关系进行标定；

步骤4，对整个工作平台的用户坐标系原点进行标定。

2.如权利要求1所述的一种机器人视觉系统快速标定方法，其特征在于：所述上述步骤（6）中，将摄像机内参和畸变矩阵采用.vml后缀格式保存并输出。

3.如权利要求1所述的一种机器人视觉系统快速标定方法，其特征在于：所述上述步骤3的具体内容是，首先在视场区域内工作平台的空白区域任选两个标记点，利用摄像机检测两个标记点的坐标，并以摄像机坐标表示二者之间的距离d1；然后控制机器人找到两个标记点，以机器人世界坐标表示二者之间的距离d2；最后用尺子测量两个标记点之间的实际距离尺寸d3；设k1=d1/d2，k2=d2/d3，设摄像机摄像机坐标系的坐标为Cc，机器人世界坐标系的坐标为Cr，工作平台的用户坐标系的坐标为Cu，有Cc=k1×Cr=k1×k2×Cu。

4.如权利要求3所述的一种机器人视觉系统快速标定方法，其特征在于：所述步骤4的具体内容是：在工作平台上定义某一点为原点，记录其机器人世界坐标Cro(Cro.x,Cro.y)，再在CCD摄像机的视场区域任选一个标记点，记录标记点的摄像机坐标Ccp(Ccp.x,Ccp.y)和机器人世界坐标Crp(Crp.x,Crp.y)；在机器人世界坐标下计算原点与标记点的距离，二者的横坐标差值Ex=Crp.x-Cro.x，纵坐标差值Ey=Crp.y-Cro.y；设摄像机取得的待测点坐标为Cca(Cca.x,Cca.y)，机器人从原点移动到待测点时，横纵坐标需要移动的距离为dx和dy，则dx=Cro.x+Ex+[(Cca.x-Ccp.x)/k1]，dy=Cro.y+Ey+[(Cca.y-Ccp.y)/k1]。