基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀系統(tǒng)及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括CCD數(shù)字相機(jī)、鏡頭、光源、六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體、電氣控制柜和真空吸盤(pán)；CCD數(shù)字相機(jī)通過(guò)交換機(jī)與工業(yè)計(jì)算機(jī)連接，六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體與電氣控制柜相連，電氣控制柜接入交換機(jī)，真空吸盤(pán)剛性固定在六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體的末端；相機(jī)單元進(jìn)行被分揀物品的圖片拍攝、數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)交換機(jī)傳輸至工業(yè)計(jì)算機(jī)；工業(yè)計(jì)算機(jī)對(duì)采集到的被分揀物品圖片進(jìn)行圖像處理和精確定位后，通過(guò)交換機(jī)向電氣控制柜發(fā)送控制信號(hào)；電氣控制柜根據(jù)收到的控制信號(hào)操縱六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體執(zhí)行相應(yīng)的分揀動(dòng)作。本發(fā)明在分揀作業(yè)中提高了工作效率、減少了操作工人，降低了生產(chǎn)成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]分揀作業(yè)是大多數(shù)流水化生產(chǎn)線(xiàn)上的一個(gè)重要環(huán)節(jié)?；跈C(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀與人工分揀作業(yè)相比，不但高效、準(zhǔn)確，而且在質(zhì)量保障、衛(wèi)生保障等方面有著人工作業(yè)無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)；與傳統(tǒng)的機(jī)械分揀作業(yè)相比，基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀則有著適應(yīng)范圍廣、隨時(shí)能變換作業(yè)對(duì)象和變換分揀工序的優(yōu)勢(shì)。機(jī)器人分揀技術(shù)是機(jī)器人技術(shù)和機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，日本以及歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家，在機(jī)械、食品、醫(yī)藥、化妝品等生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用機(jī)器人分揀已經(jīng)相當(dāng)普及，而我國(guó)目前真正付諸實(shí)施的機(jī)器人分揀系統(tǒng)還幾乎是空白。根據(jù)目前我國(guó)的市場(chǎng)需求狀況和相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)，研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用機(jī)器人分揀技術(shù)有著十分重要的意義。
[0003]國(guó)內(nèi)也有一部分人針對(duì)基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀系統(tǒng)進(jìn)行了研究并取得了一定的成果，目前研制的分揀系統(tǒng)絕大多數(shù)架構(gòu)模式為使用知名廠(chǎng)家的現(xiàn)有工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，通過(guò)串口、以太網(wǎng)等通信息方式，與機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)分揀系統(tǒng)的集成，而這樣的系統(tǒng)架構(gòu)使得機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)和機(jī)器人系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，靈活性差，開(kāi)放性低，依賴(lài)性高，操作不方便，可移植性差，同時(shí)在進(jìn)行這兩個(gè)系統(tǒng)通信對(duì)接過(guò)程中難度大，研發(fā)周期長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀系統(tǒng)及方法，在分揀作業(yè)中提高工作效率、減少操作工人，降低生產(chǎn)成本。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀系統(tǒng)，包括控制單元、相機(jī)單元、機(jī)器人單元和治具單元，其中控制單元包括工業(yè)計(jì)算機(jī)、交換機(jī)，相機(jī)單元包括CCD數(shù)字相機(jī)、鏡頭和光源，機(jī)器人單元包括六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體和電氣控制柜，治具單元包括真空吸盤(pán)；
[0006]CCD數(shù)字相機(jī)通過(guò)交換機(jī)與工業(yè)計(jì)算機(jī)連接，六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體與電氣控制柜相連，電氣控制柜接入交換機(jī)，真空吸盤(pán)剛性固定在六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體的末端，且與六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體的前臂共軸；
[0007]相機(jī)單元進(jìn)行被分揀物品的圖片拍攝、數(shù)據(jù)采集，并將拍攝的圖片和采集的數(shù)據(jù)通過(guò)交換機(jī)傳輸至工業(yè)計(jì)算機(jī)；工業(yè)計(jì)算機(jī)對(duì)采集到的被分揀物品圖片進(jìn)行圖像處理和精確定位后，通過(guò)交換機(jī)向電氣控制柜發(fā)送控制信號(hào)；電氣控制柜根據(jù)收到的控制信號(hào)操縱六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體執(zhí)行相應(yīng)的分揀動(dòng)作。
[0008]一種基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀方法，包括以下步驟:
[0009]步驟1，確定被分揀的目標(biāo)物品，將被分揀物品的特征選擇或輸入工業(yè)計(jì)算機(jī)；
[0010]步驟2，調(diào)整鏡頭和光源的角度使二者對(duì)準(zhǔn)待分揀物品放置區(qū)，CXD數(shù)字相機(jī)進(jìn)行被分揀物品的圖片拍攝、數(shù)據(jù)采集，并將拍攝的圖片和采集的數(shù)據(jù)通過(guò)交換機(jī)傳輸至工業(yè)計(jì)算機(jī)；
[0011]步驟3，工業(yè)計(jì)算機(jī)的圖像處理模塊對(duì)被分揀物品圖片進(jìn)行圖像處理，判斷圖像中是否有目標(biāo)物品:如果沒(méi)有，則返回步驟2 ;如果有，則將所有目標(biāo)物品提取出來(lái)，并進(jìn)入下
一步;
[0012]步驟4，工業(yè)計(jì)算機(jī)的機(jī)器人控制模塊對(duì)CCD數(shù)字相機(jī)和六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體進(jìn)行手眼標(biāo)定后，根據(jù)圖像坐標(biāo)系、相機(jī)坐標(biāo)系及機(jī)器人坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系確定各個(gè)目標(biāo)物品在機(jī)器人坐標(biāo)系的位置和姿態(tài)信息，將獲取的各個(gè)目標(biāo)物品的位置與姿態(tài)信息儲(chǔ)存到文件中；
[0013]步驟5，確定所分揀的目標(biāo)物品進(jìn)行堆放的目標(biāo)位置即分揀目標(biāo)物品放置區(qū)，并通過(guò)機(jī)器人控制模塊求取各個(gè)目標(biāo)物品位置與姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解，進(jìn)行六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體的動(dòng)作軌跡規(guī)劃；
[0014]步驟6，通過(guò)交換機(jī)向電氣控制柜發(fā)送控制信號(hào)，電氣控制柜根據(jù)收到的控制信號(hào)操縱六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體執(zhí)行相應(yīng)的分揀動(dòng)作，引導(dǎo)六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體完成所有目標(biāo)物品的吸取、搬運(yùn)和堆放。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于:(1)同時(shí)具備機(jī)器人控制功能和圖像處理功能靈活性好，開(kāi)放性高；(2)在分揀作業(yè)中提高工作效率、減少操作工人；(3)降低生產(chǎn)成本,且可移植性強(qiáng)、適應(yīng)性廣。
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2是本發(fā)明基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀方法流程圖。
[0019]圖3是本發(fā)明圖像坐標(biāo)系、相機(jī)坐標(biāo)系及機(jī)器人坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換示意圖。
[0020]圖4是實(shí)施例1中對(duì)被分揀物品圖片進(jìn)行圖像處理過(guò)程示意圖，其中(a)為原始圖像，(b)為閾值分割后的圖像，(C)為連通區(qū)域提取后的圖像，(d)為特征提取后的圖像。
[0021]圖1中標(biāo)號(hào):1為C⑶數(shù)字相機(jī)，2為鏡頭，3為光源，4為相機(jī)固定支架，5為真空吸盤(pán)，6為待分揀物品放置區(qū)，7為分揀目標(biāo)物品放置區(qū)，8為六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體，9為電氣控制柜，10為交換機(jī)，11為工業(yè)計(jì)算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0023]結(jié)合圖1，本發(fā)明基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀系統(tǒng)，包括控制單元、相機(jī)單元、機(jī)器人單元和治具單元，其中控制單元包括工業(yè)計(jì)算機(jī)11、交換機(jī)10，相機(jī)單元包括CCD數(shù)字相機(jī)1、鏡頭2和光源3，機(jī)器人單元包括六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體8和電氣控制柜9，治具單元包括真空吸盤(pán)5 ；CCD數(shù)字相機(jī)I通過(guò)交換機(jī)10與工業(yè)計(jì)算機(jī)11連接，六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體8與電氣控制柜9相連，電氣控制柜9接入交換機(jī)10，真空吸盤(pán)5剛性固定在六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體8的末端，且與六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體8的前臂共軸；
[0024]所述相機(jī)單元的CCD數(shù)字相機(jī)1、鏡頭2和光源3順次固定于相機(jī)固定支架4，光源3與鏡頭2同軸設(shè)置且二者角度均可調(diào)。所述治具單元還包括空壓機(jī)、電磁閥和真空發(fā)生器，用于真空吸盤(pán)5對(duì)被分揀物品進(jìn)行吸取。所述工業(yè)計(jì)算機(jī)11包括圖像處理模塊和機(jī)器人控制模塊。
[0025]相機(jī)單元進(jìn)行被分揀物品的圖片拍攝、數(shù)據(jù)采集，并將拍攝的圖片和采集的數(shù)據(jù)通過(guò)交換機(jī)10傳輸至工業(yè)計(jì)算機(jī)11 ;工業(yè)計(jì)算機(jī)11對(duì)采集到的被分揀物品圖片進(jìn)行圖像處理和精確定位后，通過(guò)交換機(jī)10向電氣控制柜9發(fā)送控制信號(hào)；電氣控制柜9根據(jù)收到的控制信號(hào)操縱六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體8執(zhí)行相應(yīng)的分揀動(dòng)作。
[0026]結(jié)合圖2，本發(fā)明基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀方法，首先利用相機(jī)單元的CCD數(shù)字相機(jī)1、鏡頭2和光源3對(duì)待分揀物品放置區(qū)6的待分揀物品進(jìn)行圖像采集，經(jīng)由交換機(jī)10傳輸?shù)焦I(yè)計(jì)算機(jī)11，工業(yè)計(jì)算機(jī)11通過(guò)圖像處理模塊得到目標(biāo)物品的精確位置，再利用機(jī)器人控制模塊求取各個(gè)目標(biāo)物品位置與姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解，進(jìn)行自動(dòng)軌跡規(guī)劃，從而引導(dǎo)機(jī)器人單元的六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體8和電氣控制柜9及治具單元的真空吸盤(pán)5完成所有目標(biāo)物品的精確吸取、搬運(yùn)、堆放動(dòng)作，使其堆放在目標(biāo)物品放置區(qū)7，具體步驟如下:
[0027]步驟1，確定被分揀的目標(biāo)物品，將被分揀物品的特征選擇或輸入工業(yè)計(jì)算機(jī)11 ；所述將被分揀物品的特征選擇或輸入工業(yè)計(jì)算機(jī)11，具體為:
[0028](1.1)如果數(shù)據(jù)庫(kù)文件列表中沒(méi)有所需目標(biāo)物品，則在交互界面中對(duì)目標(biāo)物品特征進(jìn)行輸入并儲(chǔ)存，形成數(shù)據(jù)庫(kù)文件；
[0029](1.2)如果數(shù)據(jù)庫(kù)文件列表中有所需目標(biāo)物品，則直接選擇并確定。
[0030]步驟2，調(diào)整鏡頭2和光源3的角度使二者對(duì)準(zhǔn)待分揀物品放置區(qū)6，CXD數(shù)字相機(jī)I進(jìn)行被分揀物品的圖片拍攝、數(shù)據(jù)采集，并將拍攝的圖片和采集的數(shù)據(jù)通過(guò)交換機(jī)10傳輸至工業(yè)計(jì)算機(jī)11 ；
[0031]步驟3，工業(yè)計(jì)算機(jī)11的圖像處理模塊對(duì)被分揀物品圖片進(jìn)行圖像處理，判斷圖像中是否有目標(biāo)物品:如果沒(méi)有，則返回步驟2 ;如果有，則將所有目標(biāo)物品提取出來(lái)，并進(jìn)入下一步；其中圖像處理的步驟如下:
[0032](3.1)對(duì)被分揀物品圖片進(jìn)行灰度化；灰度值線(xiàn)性比例縮放公式如下:
[0033]f (g) = min (max (ag+b+0.5, O), 2b_l)
[0034]式中a為對(duì)比度，b為亮度，g為灰度值；
[0035](3.2)對(duì)灰度化后的圖像進(jìn)行閾值分割；將圖像內(nèi)處于指定灰度范圍的灰度值全部選到輸出區(qū)域S中:
[0036]S= {(r, c) e R| gmin ^ fr；c ^ gmax}
[0037]f；，。為圖像中坐標(biāo)為(r, c)像素點(diǎn)的灰度值^niin為用于閾值分割的最小灰度值；gfflax-為用于閾值分割的最大灰度值，R為圖像區(qū)域；
[0038](3.3)對(duì)閾值分割后的圖像進(jìn)行連通區(qū)域提?。?br> [0039](3.4)對(duì)連通區(qū)域提取后的圖像進(jìn)行特征提取和匹配；區(qū)域特征選擇面積M為:
[0040]
【權(quán)利要求】
1.一種基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀系統(tǒng)，其特征在于，包括控制單元、相機(jī)單元、機(jī)器人單元和治具單元,其中控制單元包括工業(yè)計(jì)算機(jī)(11)、交換機(jī)(10),相機(jī)單元包括CCD數(shù)字相機(jī)(I)、鏡頭(2)和光源(3)，機(jī)器人單元包括六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體(8)和電氣控制柜(9)，治具單元包括真空吸盤(pán)(5)； CCD數(shù)字相機(jī)(I)通過(guò)交換機(jī)(10)與工業(yè)計(jì)算機(jī)(11)連接，六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體(8)與電氣控制柜(9)相連，電氣控制柜(9)接入交換機(jī)(10)，真空吸盤(pán)(5)剛性固定在六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體(8)的末端，且與六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體(8)的前臂共軸； 相機(jī)單元進(jìn)行被分揀物品的圖片拍攝、數(shù)據(jù)采集，并將拍攝的圖片和采集的數(shù)據(jù)通過(guò)交換機(jī)(10)傳輸至工業(yè)計(jì)算機(jī)(11);工業(yè)計(jì)算機(jī)(11)對(duì)采集到的被分揀物品圖片進(jìn)行圖像處理和精確定位后，通過(guò)交換機(jī)(10)向電氣控制柜(9)發(fā)送控制信號(hào)；電氣控制柜(9)根據(jù)收到的控制信號(hào)操縱六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體(8)執(zhí)行相應(yīng)的分揀動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀系統(tǒng)，其特征在于，所述相機(jī)單元的CCD數(shù)字相機(jī)(I)、鏡頭(2)和光源(3)順次固定于相機(jī)固定支架(4)，光源(3)與鏡頭(2)同軸設(shè)置且二者角度均可調(diào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀系統(tǒng)，其特征在于，所述治具單元還包括空壓機(jī)、電磁閥和真空發(fā)生器，用于真空吸盤(pán)(5)對(duì)被分揀物品進(jìn)行吸取。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀系統(tǒng)，其特征在于，所述工業(yè)計(jì)算機(jī)(11)包括圖像處理模塊和機(jī)器人控制模塊。
5.一種基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，確定被分揀的目標(biāo) 物品，將被分揀物品的特征選擇或輸入工業(yè)計(jì)算機(jī)(11); 步驟2，調(diào)整鏡頭(2)和光源(3)的角度使二者對(duì)準(zhǔn)待分揀物品放置區(qū)出)，CCD數(shù)字相機(jī)(I)進(jìn)行被分揀物品的圖片拍攝、數(shù)據(jù)采集，并將拍攝的圖片和采集的數(shù)據(jù)通過(guò)交換機(jī)(10)傳輸至工業(yè)計(jì)算機(jī)(11); 步驟3，工業(yè)計(jì)算機(jī)(11)的圖像處理模塊對(duì)被分揀物品圖片進(jìn)行圖像處理，判斷圖像中是否有目標(biāo)物品:如果沒(méi)有，則返回步驟2 ;如果有，則將所有目標(biāo)物品提取出來(lái)，并進(jìn)入下一步； 步驟4，工業(yè)計(jì)算機(jī)(11)的機(jī)器人控制模塊對(duì)CCD數(shù)字相機(jī)(I)和六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體(8)進(jìn)行手眼標(biāo)定后，根據(jù)圖像坐標(biāo)系、相機(jī)坐標(biāo)系及機(jī)器人坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系確定各個(gè)目標(biāo)物品在機(jī)器人坐標(biāo)系的位置和姿態(tài)信息，將獲取的各個(gè)目標(biāo)物品的位置與姿態(tài)信息儲(chǔ)存到文件中； 步驟5，確定所分揀的目標(biāo)物品進(jìn)行堆放的目標(biāo)位置即分揀目標(biāo)物品放置區(qū)(7)，并通過(guò)機(jī)器人控制模塊求取各個(gè)目標(biāo)物品位置與姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解，進(jìn)行六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體(8)的動(dòng)作軌跡規(guī)劃； 步驟6，通過(guò)交換機(jī)(10)向電氣控制柜(9)發(fā)送控制信號(hào)，電氣控制柜(9)根據(jù)收到的控制信號(hào)操縱六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體(8)執(zhí)行相應(yīng)的分揀動(dòng)作，引導(dǎo)六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體(8)完成所有目標(biāo)物品的吸取、搬運(yùn)和堆放。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀方法，其特征在于，步驟I所述將被分揀物品的特征選擇或輸入工業(yè)計(jì)算機(jī)(11)，具體為: (1.1)如果數(shù)據(jù)庫(kù)文件列表中沒(méi)有所需目標(biāo)物品，則在交互界面中對(duì)目標(biāo)物品特征進(jìn)行輸入并儲(chǔ)存，形成數(shù)據(jù)庫(kù)文件； (1.2)如果數(shù)據(jù)庫(kù)文件列表中有所需目標(biāo)物品，則直接選擇并確定。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀方法，其特征在于，步驟3所述工業(yè)計(jì)算機(jī)(11)的圖像處理模塊對(duì)被分揀物品圖片進(jìn)行圖像處理，其中圖像處理的步驟如下: (3.1)對(duì)被分揀物品圖片進(jìn)行灰度化；灰度值線(xiàn)性比例縮放公式如下: f (g) = min (max (ag+b+0.5, O), 2b_l) 式中a為對(duì)比度，b為亮度，g為灰度值； (3.2)對(duì)灰度化后的圖像進(jìn)行閾值分割；將圖像內(nèi)處于指定灰度范圍的灰度值全部選到輸出區(qū)域S中:

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀方法，其特征在于，步驟4所述工業(yè)計(jì)算機(jī)(11)的機(jī)器人控制模塊對(duì)CCD數(shù)字相機(jī)(I)和六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體(8)進(jìn)行手眼標(biāo)定后，根據(jù)圖像坐標(biāo)系、相機(jī)坐標(biāo)系及機(jī)器人坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系確定各個(gè)目標(biāo)物品在機(jī)器人坐標(biāo)系的位置和姿態(tài)信息，具體過(guò)程如下: (4.1)手眼標(biāo)定 將已知標(biāo)定板固定安裝在六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體(8)的工具末端，機(jī)器人動(dòng)作使標(biāo)定板移動(dòng)至CCD數(shù)字相機(jī)(I)的視野范圍內(nèi)，獲取圖像并對(duì)圖像進(jìn)行處理，獲取標(biāo)定板在相機(jī)坐標(biāo)系的位姿，并記錄此時(shí)機(jī)器人工具坐標(biāo)系末端的位姿；移動(dòng)機(jī)器人，重復(fù)以上步驟N次得到N組數(shù)據(jù)，使標(biāo)定板覆蓋相機(jī)視野的各個(gè)區(qū)域； (4.2)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 對(duì)N組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其中工具坐標(biāo)系和機(jī)器人坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系baseHttral已知，標(biāo)定板坐標(biāo)系與相機(jī)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系已知，則:
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^cal ^base ^tool ^cal 根據(jù)上式，通過(guò)對(duì)N組數(shù)據(jù)的處理，獲取相機(jī)坐標(biāo)和機(jī)器人坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系camHbase，標(biāo)定板坐標(biāo)系與坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系wHcal為中間變量。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀方法，其特征在于，步驟5所述確定分揀目標(biāo)物品放置區(qū)(7)的方式包括兩種:利用機(jī)器人控制模塊點(diǎn)動(dòng)示教目標(biāo)位置并儲(chǔ)存，或離線(xiàn)手動(dòng)輸入目標(biāo)位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀方法，其特征在于，步驟5所述求取各個(gè)目標(biāo)物品位置與姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的具體過(guò)程如下: (5.1)已知六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體(8)中各軸連桿參數(shù)如下: I6為第一軸連桿軸心即原點(diǎn)到第二軸轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸心在X軸方向上的距離，I1為第一軸連桿軸心即原點(diǎn)到第二軸轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸心在Z軸方向上的距離；12為第二軸連桿的長(zhǎng)度山為第三軸連桿軸心到第四軸連桿軸心在Z軸方向上的距離；14為第三軸軸心到四軸末端在X軸方向上的距離；15為第五軸連桿的長(zhǎng)度；17為第一軸軸心到第三軸連桿軸心在Y軸上的距離，在該機(jī)器人中17為O ; 末端點(diǎn)位姿為(x，y，z，A，B，C)，其中(x，y，z)為機(jī)器人坐標(biāo)系下的坐標(biāo)位置，(A，B，C)為末端機(jī)器人坐標(biāo)系下的姿態(tài)角； 求解六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人本體(8)中各軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度Q1, θ2，θ3，θ4，θ5，θ6，下式中c代表cos θ，S代表sin θ，C、S的下標(biāo)代表對(duì)應(yīng)的角度，C、s的雙下標(biāo)代表對(duì)應(yīng)的角度和，即C23 代表 cos ( θ 2+ Θ 3)、S23 代表 sin ( θ 2+ Θ 3)；
(5.2)求解 Θ I 根據(jù)機(jī)器人末端點(diǎn)位姿(X，y, z, A, B, C)，可獲取機(jī)器人坐標(biāo)系與工具坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換矩陣T:

【文檔編號(hào)】B07C5/36GK103706568SQ201310610558
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】花磊, 宋中倉(cāng), 郝玉哲, 郭旭東 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一六研究所