机器人视觉系统的快速标定方法
【专利摘要】本发明涉及机器人视觉系统的标定方法，尤其涉及相机与机械手之间关系的标定和相机之间关系的标定。该方法包括设置标定板、设置机械手移动规则、获得标定板感应点坐标以及对应视觉系统的坐标；通过坐标建立矩阵映射关系；求解转换矩阵。
【专利说明】机器人视觉系统的快速标定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器人坐标设定【技术领域】，特别涉及一种机器人视觉系统的快速标定方法。
【背景技术】
[0002]目前，在全世界的制造业中，工业机器人已经在生产中起到了越来越重要的作用。为了使机器人能够胜任更复杂的工作，机器人不但要有更好的控制系统，还需要更多地感知环境的变化。其中机器人视觉以其信息量大、信息完整成为最重要的机器人感知功能。以用机器人进行电路板电子元件的精密焊接为例，焊接过程中，机器人可利用视觉系统中的摄像机对工件或工作面自动定位，计算工作场景相对于机器人的相对位置，以辅助机器人完成作业。
[0003]机器人视觉系统的标定，即建立机器人坐标系与摄像机的图像坐标系之间的转换关系，是机器人作业过程中的关键技术之一。然而，现有的机器人视觉系统标定方法普遍存在先决条件多、复杂程度高、计算量大的缺点，在实际生产应用中不能实现简便快捷标定的要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供机器人视觉系统的快速标定方法，该标定方法简单、信息处理量少；操作方便。
[0005]本发明采用的技术方案为:
机器人视觉系统的快速标定方法，用于将机械手坐标转换到一个机器人视觉系统；其包括以下步骤:
步骤一、设置标定板，标定板上设置多个用于视觉系统感应的预置点，对标定板建立坐标；
步骤二、机械手设置一个用于标定机械手移动的感应点；根据预置点的位置设置机械手的移动规则，机械手受处理器控制，使得机械手每次移动后感应点均位于预置点的上方:
步骤三、机械手开始移动，同时视觉系统的摄像装置对机械手进行图像拍摄；视觉系统对显示窗口划分坐标，同时计算感应点在相机窗口中的坐标轨迹；
步骤四、机械手移动至其中一个预置点，暂停t秒；视觉系统保存此时感应点在显示窗口的坐标信息；同时也将预置点的坐标信息存储；
步骤五、多次重复步骤三、四，获得多个感应点在显示窗口的坐标信息:(X1、Y1)、(X2、Υ2)、(Χ3、Υ3)……(Xn、Yn);以及对应的多个预置点的坐标信息:(xl、yl)、(x2、y2)……(xn、yn)；
步骤六、建立坐标映射关系:
【权利要求】
1.机器人视觉系统的快速标定方法，用于将机械手坐标转换到一个机器人视觉系统，其特征在于:其包括以下步骤: 步骤一、设置标定板，标定板上设置多个用于视觉系统标定的预置点； 步骤二、机械手设置一个用于标定机械手移动的感应点；根据预置点的位置设置机械手的移动规则，使得机械手每次移动后感应点均位于预置点的上方: 步骤三、机械手开始移动，同时视觉系统的摄像装置对机械手进行图像拍摄；视觉系统对显示窗口划分坐标或者视觉系统建立坐标系统其坐标显示在显示窗口内，同时计算感应点在相机窗口中的坐标轨迹； 步骤四、机械手移动至其中一个预置点，暂停t秒；视觉系统保存此时感应点在显示窗口的坐标信息；同时也将预置点的坐标信息存储； 步骤五、多次重复步骤三、四，获得多个感应点在显示窗口的坐标信息:(X1、Y1)、(X2、Υ2)、(Χ3、Υ3)……(Xn、Yn);以及对应的多个预置点的坐标信息:(xl、yl)、(x2、y2)……(xn、yn)； 步骤六、建立坐标映射关系:
求得转换矩阵；得到机械人视觉系统的坐标与机械手坐标系统的坐标的转换关系，从而完成视觉系统中的坐标标定。
2.根据权利要求1所述的机器人视觉系统的快速标定方法，其特征在于:在进行步骤五时，获得坐标信息的感应点不少于3个。
3.根据权利要求2所述的机器人视觉系统的快速标定方法，其特征在于:在进行步骤五时，获得坐标信息的感应点不在一条直线上。
4.机器人视觉系统的快速标定方法，用于将其中一个视觉系统坐标转换到另一个视觉系统坐标，其特征在于:包括以下步骤: 步骤一、设置标定板，标定板上设置多个用于两个视觉系统标定的预置点； 步骤二、提供一个机械手，机械手设置一个用于标定机械手移动的感应点；根据预置点的位置设置机械手的移动规则，使得机械手每次移动后感应点均位于预置点的上方: 步骤三、机械手开始移动，其中一个视觉系统的第一相机以及另一个视觉系统的第二相机分别对机械手进行图像拍摄；两个视觉系统的显示窗口分别划分坐标，或者两个视觉系统的坐标显示在相应的显示窗口 ；并同时计算感应点在相应显示窗口中的坐标轨迹；步骤四、机械手移动至其中一个预置点，暂停t秒；相机保存此时感应点在窗口的坐标信息；同时也将预置点的坐标信息存储；然后机械手移动至另一个预置点； 步骤五、多次重复步骤三、四，获得多个感应点在相应窗口的坐标信息其中一个视觉系统中的坐标分别为:(R1、T1)、(R2、T2)、(R3、T3)……(Rn、Tn);另一个视觉系统中的坐标分别为:(rl、tl)、(r2、t2)......(tn、tn); 步骤六、建立坐标映射关系:
求得转换矩阵；得到两个视觉系统之间坐标的转换关系，从而完成两个视觉系统中的坐标标定。
5.根据权利要求4所述的机器人视觉系统的快速标定方法，其特征在于:在进行步骤五时，获得坐标信息的感应点不少于3个。
6.根据权利要求5所述的机器人视觉系统的快速标定方法，其特征在于:在进行步骤五时，获得坐标信息的感应点不在一条直线上。
【文档编号】G01B11/00GK104180753SQ201410371760
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】卢盛林, 郭龙 申请人:东莞市奥普特自动化科技有限公司