一种视觉定位方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及定位技术领域，更具体地说，涉及一种视觉定位方法及系统。
【背景技术】
[0002]近年来，随着人工成本的大幅提升，企业面临的成本控制压力越来越大，为减轻劳力成本压力，部分劳动密集型企业投入巨资引进机器人视觉定位系统，以代替传统人工进行简单重复的劳动，部分实现了流水线作业的自动化。
[0003]然而，受到资金及技术限制，该种机器人视觉定位系统还存在着定位精度差，智能化程度偏低，无法完全替代传统劳工的缺陷。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种定位精度较高，且智能化程度较高的视觉定位方法及系统。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种视觉定位方法，所述方法包括如下步骤:
[0006]S1、将机械手X轴及Y轴的交叉点作为第一原点0，依照第一比例尺构建用于衡量机械手与其周围物体距离远近的机械手坐标系(OXY)；
[0007]将工业相机的固定位置作为第二原点O'，依照第二比例尺构建用于衡量工业相机与其周围物体距离远近的工业相机坐标系(O' V V )，所述工业相机固定在机械手上;
[0008]S2、控制工业相机对到达来件感应区的工件进行拍照，生成拍摄图像；
[0009]S3、基于拍摄图像计算工件与工业相机的实际距离，并根据工件与工业相机的实际距离计算工件映射到工业相机坐标系中的平面位置(xr ,Ylr );
[0010]S4、通过内置的工业相机坐标系-机械手坐标系坐标转换公式，计算工业相机坐标系中工件的平面位置(xr ,Ylr )对应于机械手坐标系中工件的坐标(Xl，yl)，并使机械手根据机械手坐标系中工件的坐标(xl，yl)定位工件位置，抓取工件并将工件放入进料区。
[0011]在本发明上述视觉定位方法中，所述方法在所述步骤SI之前还包括如下步骤:
[0012]S0、将工业相机及闪光灯安装及固定于机械手Z轴上相应位置。
[0013]在本发明上述视觉定位方法中，所述步骤S2还包括:
[0014]通过检测装置检测及判断传送带上的工件是否到达来件感应区，如是，则生成拍照触发信号，并将拍照触发信号发送到工件抓取控制中心。
[0015]在本发明上述视觉定位方法中，所述步骤S4中所述工业相机坐标系-机械手坐标系坐标转换公式如下所示:
[0016]X = A(Xr cos Θ +Yr sin θ )+M
[0017]y = A(X' sin Θ -Yr cos9)+N;其中
[0018]X表示工业相机坐标系中工件的坐标对应于工业相机坐标系的X轴的值；
[0019]y表示工业相机坐标系中工件的坐标对应于工业相机坐标系的Y轴的值；
[0020]A为第一比例尺与第二比例尺的比值；
[0021 ] Θ表示工业相机坐标系的X丨轴与机械手坐标系的X轴的夹角；
[0022]M表示工业相机坐标系的原点O丨到机械手坐标系的X轴的距离；
[0023]N表示工业相机坐标系的原点O丨到机械手坐标系的y轴的距离。
[0024]在本发明上述视觉定位方法中，所述方法在所述步骤S3之后还包括如下步骤:
[0025]S4、机械手将工件放入进料区后，返回初始位置，生成用于表示完成工件抓取任务的反馈信号，将该反馈信号发回工件抓取控制中心。
[0026]本发明还构造一种视觉定位系统，所述视觉定位系统包括:
[0027]机械手及安装并固定于机械手Z轴上相应位置的工业相机及闪光灯；
[0028]机械手坐标系构建模块，用于将机械手的X轴及Y轴的交叉点作为第一原点0，将机械手的X轴及Y轴分别作为X轴及Y轴，依照第一比例尺构建用于衡量机械手与其周围物体距离远近的机械手坐标系(OXY)；
[0029]工业相机坐标系构建模块，用于将工业相机的固定点作为第二原点O'，依照第二比例尺构建用于衡量工业相机与其周围物体距离远近的工业相机坐标系((V I' Y') '
[0030]工件抓取控制中心，用于控制工业相机对到达来件感应区的工件进行拍照，生成拍摄图像，根据拍摄图像计算工件与工业相机的实际距离，根据工件与工业相机的实际距离计算工件映射到工业相机坐标系中的坐标(xr , Ylr )，以及根据工业相机坐标系-机械手坐标系坐标转换公式计算机械手坐标系中工件的坐标(xl，yl)；
[0031]所述工件抓取控制中心，还用于将机械手坐标系中工件的坐标(xl，yl)输入机械手，进而控制机械手根据机械手坐标系中工件的坐标(xl，yl)定位工件位置，抓取工件并将工件放入进料区。
[0032]在本发明上述视觉定位系统中，所述视觉定位系统还包括:
[0033]与所述工件抓取控制中心建立通信的检测装置，用于检测及判断传送带上的工件到达来件感应区时，生成拍照触发信号，并将拍照触发信号发送到所述工件抓取控制中心。
[0034]在本发明上述视觉定位系统中，所述工件抓取控制中心包括:
[0035]通信模块，用于接收所述检测模块的拍照触发信号，以及接收工业相机的拍摄图像；
[0036]坐标计算模块，用于基于拍摄图像计算工件距离工业相机的实际距离，根据该实际距离计算工件映射到工业相机坐标系中的坐标(xr ,Ylr );
[0037]坐标转换模块，用于通过内置的工业相机坐标系-机械手坐标系坐标转换公式计算工业相机坐标系中工件的坐标(XP , Ylr )对应于机械手坐标系中工件的坐标(xl，yl)；
[0038]所述工业相机坐标系-机械手坐标系坐标转换公式如下所示:
[0039]x = A(X' cos Θ+Y' sin θ )+M
[0040]y = A(X' sin Θ -Y' cos9)+N;其中
[0041 ] X表示工业相机坐标系中工件的坐标对应于工业相机坐标系的X轴的值；
[0042]y表示工业相机坐标系中工件的坐标对应于工业相机坐标系的Y轴的值；
[0043]A为第一比例尺与第二比例尺的比值；
[0044]Θ表示工业相机坐标系的X'轴与机械手坐标系的X轴的夹角；
[0045]M表示工业相机坐标系的原点O丨到机械手坐标系的X轴的距离；
[0046]N表示工业相机坐标系的原点O丨到机械手坐标系的y轴的距离。
[0047]实施本发明视觉定位方法及系统，可达到以下有益效果:
[0048]—、本发明采用了预先构建机械手坐标系及工业相机坐标系，工件抓取控制中心通过工业相机对到达来料感应区的工件进行拍摄，根据拍摄图像计算工件与工业相机的实际距离，根据该实际距离计算工件映射到工业相机坐标系中的坐标值，通过内置的工业相机坐标系-机械手坐标系坐标转换公式将工业相机坐标系中工件的坐标值转换为机械手坐标系中工件的坐标值，根据机械手坐标系中工件的坐标值对工件进行精准定位的视觉定位方案，本发明视觉定位方案可实现流水线上工件的精准定位，便于引导机械手抓取工件，将工件放入来料区，故可应用于各种劳动密集型产业，以大规模替代传统劳工执行工作流水线上的各种复杂工作，可极大提高工业流水线作业效率。
[0049]二、在本发明视觉定位方法及系统中，当工件尚未到达来料感应区时，工业相机处于待机状态，工件抓取控制中心可借助检测模块判断工件是否到达来料感应区，在工件到达来料区时，唤醒工业相机，控制工业相机启动拍照，因而延长了工业相机使用寿命，避免了工业相机及闪光灯长时间工作造成的设备损耗及损坏，减少了