a(13)的下一块电梯门板(12)的图像采集位置，并完成其上料任务，当其完成了来料台面a(13)所有电梯门板(12)的上料任务后，继续完成来料台面a(15)电梯门板(14)的上料任务。当机械臂⑴在对来料台面a(13)的电梯门板(12)上料时，工人可以对来料台面b (15)放置下次需要上料的电梯门板(14)，同样当机械臂(I)在对来料台面b (15)上料时，工人可以对来料台面a (13)放置下次需要上料的电梯门板(12)，保证整个系统和整条生产线的不间断运行。
[0020]附图3示出一种视觉引导下的电梯门板上料定位方法的定位原理图，视觉定位单元获取来料台面a(13)和来料台面b(15)上的电梯门板(12和14)位置变化信息的方法是一样的，以电梯门板(12)为例，采用双相机实现对像电梯门板(12)这样的大物件的精确定位，相机1(2)采集电梯门板的左避让孔图像，相机2(3)采集电梯门板的右避让孔图像，通过来料门板位置信息与门板标准位置信息的对比实现电梯门板(12)的定位，具体方法如下:
[0021]I)确定机械臂⑴抓取电梯门板的标准位置信息:把电梯门板(12)放置在标准位置，将机械臂工件坐标系仏的原点建立在标准位置门板避让孔的基准点Atl处，X轴沿基准线AciBci方向，Y轴过A (!点垂直于基准线A 0B0, Aci坐标是(0，O);其中基准点A C1是门板标准位置的左避让孔的左上顶点，基准点Btl是门板标准位置的右避让孔的左上顶点，基准线Ac^是根据点Atl和点B C1拟合两避让孔上边线得到的直线。
[0022]2)计算来料门板(12)实际位置信息:①两个相机(2和3)分别采集位置发生变化后的电梯门板(12)两避让孔的图像，采集的图像经相机标定和手眼标定把图像坐标系转换为机械臂工件坐标系；②采用Vis1nPro中的CogPMAlignTool工具进行模板匹配，建立避让孔基准线Lal、La2、Lbl和Lb2的搜索区域与所选模板间的坐标对应关系，当来料位置变化时不影响基准线的拟合；③由直线拟合方法Vis1nPro中的CogFindLineTool工具，分另IJ拟合电梯门板(12)两避让孔的基准线Lal、La2, Lbl、Lb2;④交点的提取采用Vis1nP1中的CogIntersectLineTool工具，由基准线Lal和La2求出点A的坐标(x, y)，由基准线Lbl和Lb2求出点B的坐标，点A和点B可构成基准线AB ;其中L 31和L a2分别是门板(12)左避让孔的上边线和左边线，Lbl和Lb2分别是门板(12)右避让孔的上边线和左边线，点A和点B分别是来料门板左避让孔的左上顶点和右避让孔的左上顶点，基准线AB是根据点A和点B拟合来料门板两避让孔上边线得到的直线。
[0023]3)计算电梯门板(12)位置变化信息:①通过对比点A和点Atl确定实际来料门板位移变化量:ΔΧ = χ，Δ Y = y ;②采用CogMath.AnglePointPoint O函数计算直线AB的角度即直线ΑΛ到AB的夹角α确定实际来料门板角度变化量:Λ α = α。
[0024]附图4示出一种视觉引导下的电梯门板上料定位方法的坐标系转换原理图，图像坐标系到工件坐标系的转换分两步实现，具体方法步骤如下:
[0025]I)相机标定。采用Vis1nPro中的CogCalibCheckerBoardTool工具把图像坐标系转换到世界坐标系，由于采集的图像存在畸变，采用非线性标定方法；相机标定由采集标定板图像、提取标定板特征点和计算标定内容组成。
[0026]2)手眼标定。采用Vis1nPro中的CalibNPointToNPointTool工具把世界坐标系转换到机械臂工件坐标系；手眼标定由确定特征点、记录特征点坐标和计算标定内容组成。
[0027]整个视觉定位过程实时显示于上位机(9)的人机界面上，同时将检测数据及图像进行保存，以便进行数据溯源。
[0028]本发明方法能够实现视觉引导机械臂快速、准确的完成电梯门板的抓取上料任务。
[0029]以上是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化与修饰，均属于发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种视觉引导下的电梯门板上料定位方法，其特征在于，采用双相机实现对电梯门板的精确定位，相机I采集电梯门板的左避让孔图像，相机2采集电梯门板的右避让孔图像，通过来料门板位置信息与门板标准位置信息的对比实现电梯门板的定位，定位步骤如下: 1)确定机械臂抓取电梯门板的标准位置信息:把电梯门板放置在标准位置，将机械臂工件坐标系Or的原点建立在标准位置门板避让孔的基准点A ^处，X轴沿基准线A 方向，Y轴过Atl点垂直于基准线A Α，Αο坐标是(0，O);其中基准点Atl是门板标准位置的左避让孔的左上顶点，基准点Btl是门板标准位置的右避让孔的左上顶点，基准线AtlBtl是根据点Atl和点Btl拟合两避让孔上边线得到的直线； 2)计算来料门板实际位置信息:①两个相机分别采集位置发生变化后的电梯门板两避让孔的图像，采集的图像首先经相机标定把图像坐标系转换为世界坐标系，再经手眼标定把世界坐标系转换为机械臂工件坐标系；②采用模板匹配方法，建立避让孔基准线Lal、La2, Lbl和Lb2的搜索区域与所选模板间的坐标对应关系，实现对基准线搜索区域的粗定位；③由图像识别法分别拟合电梯门板左避让孔的基准线Lal、La2和右避让孔的基准线Lbl、Lb2;④根据拟合的基准线Lal和La2的直线方程求出点A的坐标(X，y)，基准线L L b2的直线方程求出点B的坐标，并由点A和点B确定基准线AB ;其中Lal和L a2分别是门板左避让孔的上边线和左边线，Lbl和Lb2分别是门板右避让孔的上边线和左边线，点A和点B分别是来料门板左避让孔的左上顶点和右避让孔的左上顶点，基准线AB是根据点A和点B拟合来料门板两避让孔上边线得到的直线； 3)计算电梯门板位置变化信息:①通过对比基准点A和基准点Atl的坐标确定实际来料门板位移变化量:ΔΧ=χ，ΔΥ=γ ;②通过计算直线AtlBtl到直线AB的夹角α，确定实际来料门板角度变化量:Δ α = α。
【专利摘要】本发明公开了一种视觉引导下的电梯门板上料定位方法，采用双相机实现对电梯门板的精确定位，相机1采集电梯门板的左避让孔图像，相机2采集电梯门板的右避让孔图像，通过来料门板位置信息与门板标准位置信息的对比实现电梯门板的定位。视觉定位单元将采集到的图像进行分析，通过对比基准点A和基准点A0的坐标确定实际来料门板位移变化量，通过计算直线A0B0到直线AB的夹角α，确定实际来料门板角度变化量。本发明方法能帮助实现视觉引导下机械手快速的、精确的、稳定的抓取电梯门板上料。
【IPC分类】B25J19/04, B25J13/08
【公开号】CN104959989
【申请号】CN201510379174
【发明人】潘丰, 张建业, 李松
【申请人】江南大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月1日