待测卡板的针盒位置的确定方法和装置与流程

本发明涉及机顶盒生产领域，特别是涉及一种待测卡板的针盒位置的确定方法和装置。

背景技术：

在机顶盒生产过程中，需要对机顶盒的板卡进行测试，以检测生产的板卡的性能。对于每一型号的机顶盒，板卡的结构并不相同，因而在测试盒的不同位置设置有与板卡对应的针盒，在测试时，如图6所示，使用机械臂61将板62从工位拾取，移动机械臂61将板卡62放置在测试盒63中与板卡型号对应的针盒中，使板卡的针脚与什盒中的针脚应。通常由人工对板卡的放置位置进行校准，校准后机械臂控制器记录板卡的放置位置，对于同一批次的板卡的测试，由机械臂根据记录的放置位置进行测试操作。

传统的校准方法由人工操作机械臂，另一人根据板卡的型号，站在测试盒侧观察机械臂与测试盒中对应针盒的相对位置，指挥操作者将板卡放置在测试盒的对应针盒中。由于人工观察对于距离的估算不精确，需要来回调试机械臂与测试盒的相对位置，效率低。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种高效率的测试针盒的校准方法和装置。

一种待测卡板的针盒位置的确定方法，包括：

控制机械臂移动至测试盒上方，并控制机械臂相机拍照定位待测板卡得到待测板卡的位置；所述待测板卡被放置在测试盒中对应的针盒内；所述机械臂相机固定在所述机械臂上；

根据所述机械臂相机与所述机械臂的相对位置、所述机械臂在机械臂坐标系的坐标计算与所述待测板卡的位置对应的第一向量；所述第一向量包括所述待测板卡与所述机械臂相机的夹角、所述待测板卡在机械臂坐标系中的横坐标信息和纵坐标信息；

根据所述第一向量确定所述待测板卡的针盒位置。

一种待测卡板的针盒位置的确定装置，包括：

机械臂控制模块，用于控制机械臂移动至测试盒上方；

机械臂相机控制模块，用于控制机械臂相机拍照定位待测板卡得到待测板卡的位置；所述待测板卡被放置在测试盒中对应的针盒内；所述机械臂相机固定在所述机械臂上；

计算模块，用于根据所述机械臂相机与所述机械臂的相对位置、所述机械臂在机械臂坐标系的坐标计算与所述待测板卡的位置对应的第一向量；所述第一向量包括所述待测板卡与所述机械臂相机的夹角、所述待测板卡在机械臂坐标系中的横坐标信息和纵坐标信息；

针盒位置确定模块，用于根据所述第一向量确定所述待测板卡的针盒位置。上述的待测卡板的针盒位置的确定方法，通过在待测板卡放置在测试盒中对应的针盒内，在机械臂上安装机械臂相机对待测板卡进行拍照，定位得到板卡的第一向量，通过求解第一向量得到板卡坐标信息，进而得到待测板卡的针盒位置，从而上位机能够根据第一向量精确地控制机械臂将待测板卡放置在测试盒对应的针盒中，无需人工操作，提高了板卡的测试效率。

附图说明

图1为一个实施例的待测卡板的针盒位置的确定系统的结构示意图；

图2为一个实施例的待测卡板的针盒位置的确定方法的流程图；

图3为一个实施例的对机械臂相机进行校正的步骤流程图；

图4为一个实施例的计算第一向量的步骤流程图；

图5为一个实施例的待测卡板的针盒位置的确定装置的功能模块示意图；

图6为一个背景技术中的机械臂操作示意图。

具体实施方式

在一个实施例中，提供一种待测卡板的针盒位置的确定系统，如图1所示，包括包括上支臂101和下支臂102的机械臂10、机械臂相机11和产线相机12和上位机(图未示)，上位机分别与机械臂、机械臂相机和产线相机12连接，用于获取和分析机械臂相机和产线相机采集的图像，用于控制机械臂的移动。机械臂相机11设置在下支臂102上，随着机械臂的移动而移动。产线相机12设置在拾取板卡的工位的上方，板卡20生产完成后，经传送带传送至该工位，等待测试。

一种测试针盒的校准方法，运行在上位机上，上位机用于控制机械臂动作。

产线相机12已预先完成校准，经校准后的产线相机12在机械臂坐标系中的坐标是确定的。本实施例中的机械臂坐标系是指上位机建立的机械臂的控制坐标系。通过产线相机12对机械臂相机进行校正，得到机械臂相机与机械臂的相关位置。

机械臂相机11通过校准后，可得到机械臂相机11与机械臂的相对位置，由于机械臂10与机械臂相机11的相对位置是已知的，因而，通过机械臂10与机械臂相机11的相对位置能够实现机械臂相机坐标系与机械臂坐标系的转换。机械臂相机坐标系是指上位机建立的以机械臂相机的中心为原点建立的坐标系。

具体的，如图2所示，该方法包括以下步骤：

S202：控制机械臂移动至测试盒上方，并控制机械臂相机拍照定位待测板卡得到待测板卡的位置；待测板卡被放置在测试盒中对应的针盒内，机械臂相机固定在机械臂上。

测试盒设置有与板卡的结构对应的针盒，本实施例中，预先将一个本批次需要测试的待测板卡预先放置在对应的针盒内，并控制机械臂相机移动至测试盒上方，拍照确定待测板卡的位置。

S204：根据机械臂相机与机械臂的相对位置、机械臂在机械臂坐标系的坐标计算与待测板卡的位置对应的第一向量；第一向量包括板卡与机械臂相机的夹角、待测板卡在机械臂坐标系中的横坐标信息和纵坐标信息。

本实施例中的机械臂坐标系是指上位机建立的以机械臂支点为原点的坐标系，用以确定机械臂位置和精确地控制机械臂移动。

机械臂相机和机械臂的相对位置可通过预先对机械臂相机进行校正得到，具体的，通过对机械臂相机校正得到机械臂相机在机械臂坐标系的坐标。由于机械臂相机和机械臂的相对位置和机械臂在机械臂坐标系的坐标是已知的，从而通过转换可以确定第一向量，第一向量包括待测板卡与机械臂相机的夹角、待测板卡在机械臂坐标系中的横坐标信息和纵坐标信息。

S206：根据第一向量确定待测板卡的针盒位置。

由于待测板卡被放置在对应的针盒内，从而通过第一向量能够确定待测板卡的针盒位置。

上述的待测卡板的针盒位置的确定方法，通过在待测板卡放置在测试盒中对应的针盒内，在机械臂上安装机械臂相机对待测板卡进行拍照，定位得到板卡的第一向量，通过求解第一向量得到板卡坐标信息，进而得到待测板卡的针盒位置，从而上位机能够根据第一向量精确地控制机械臂将待测板卡放置在测试盒对应的针盒中，无需人工操作，提高了板卡的测试效率。

在另一个实施例中，在步骤S202之前，还包括步骤：对机械臂相机进行校正，确定机械臂相机与机械臂的相对位置、机械臂相机的相关参数；相关参数包括机械臂相机在机械臂坐标系中的坐标信息、机械臂相机的缩放比。

具体的，如图3所示，对机械臂相机进行校正的步骤包括：

S2001：使用经校准的产线相机对参照物进行拍照，得到参照物在产线相机坐标系的坐标，参照物位于机械臂拾取板卡的工位上；产线相机固定在工位的上方。

本实施例中的参照物仅作参照使用，本实施例中对参照物的具体内容不做限定，例如，一块待测板卡。将参照物放在机械臂拾取板卡的工位上，产线相机固定在工位的上方。产线相机已进行校准，其与机械臂的相对位置已确定，即产线相机在机械臂坐标系的位置是已知的。使用经校准的产线相机对参照物进行拍照，得到参照物在产线相机坐标系的坐标。产线相机坐标系是指以产线相机的中心为原点建立的坐标系。上位机识别参照物，以产线相机的中心为原点建立坐标系，确定参照物相对于产线相机的相对位置。

S2002：控制机械臂移动至工位的上方，控制机械臂相机对参照物进行拍照，得到参照物在机械臂相机坐标系的坐标。

机械臂相机坐标系是指以机械臂相机的中心为原点建立的坐标系，上位机识别参照物，以机械臂相机的中心为原点建立坐标系，确定参照物与机械臂相机的相对位置。

S2003：获取机械臂在机械臂坐标系的当前坐标以及产线相机在机械臂坐标系的坐标信息。

上位机实时定位机械臂在机械臂坐标系的当前坐标，产线相机的位置是固定的，在产线相机校准后得到产线相机与机械臂的相对位置关系，确定产线相机在机械臂坐标系中的坐标。由于产线相机的位置是固定的，可将机械臂移动至产线相机的安装位置，根据机械臂在安装位置的坐标，可确定产线相机在机械臂坐标系的坐标信息，从而实现对产线相机的校准。

S2004：根据参照物在产线相机坐标系的坐标、产线相机在机械臂坐标系的坐标信息、参照物在机械臂相机坐标系的坐标以及机械臂在机械臂坐标系的当前坐标计算得到机械臂相机与机械臂的相对位置。

由于参照物的位置是固定的，通过参照物在产线相机坐标系的坐标和参照物在机械臂坐标系的坐标，能够确定产线相机与机械臂相机的相对位置。进一步的，上位机实时获取机械臂在机械臂相机的当前坐标，产线相机在机械臂坐标系的坐标信息是确定的，通过产线相机与机械臂相机的相对位置，得到机械臂相机在机械臂坐标系的坐标信息，从而得到机械臂相机与机械臂的相对位置，即机械臂相机在机械臂的相对位置。

在又一个实施例中，请继续参阅图3，还包括步骤S2005：将参照物向设定方向移动设定距离，保持机械臂在原位置对移动后的参照物拍照得到移动后的参照物在机械臂相机坐标系的坐标。

为便于计算，优选地，将参照物沿水平方向或垂直方向移动设定距离。

S2006：根据参照物移动前在机械臂相机坐标系的坐标、移动的设定距离和移动后的参照物在机械臂相机坐标系的坐标计算得到机械臂相机的缩放比。

本实施例中，通过计算移动前的参照物和移动后的参照物在机械臂坐标系的距离以及实际移动的距离，能够计算机械臂相机的缩放比。

在另一个实施例中，如图4所示，计算第一向量的步骤S204包括以下步骤：

S2041：获取机械臂相机在机械臂坐标系中的当前坐标。

上位机实时获取机械臂在机械臂坐标系中的当前坐标。

S2042：识别待测板卡，确定板卡在机械臂相机坐标系的坐标。

识别待测板卡可采用现有的图像识别技术实现，在此不再赘述。机械臂相机坐标系是指上位机建立的以机械臂相机中心为原点建立的坐标系。识别到待测板卡后，确定板卡在机械臂相机坐标系的坐标。

S2043：获取经校准的机械臂相机的缩放比，并根据缩放比、待测板卡在机械臂相机坐标系的坐标、机械臂相机在机械臂坐标系的当前坐标确定待测板卡在机械臂坐标系的坐标。

上位机根据待测板卡在机械臂相机坐标系的坐标，机械臂相机在机械臂坐标系的当前坐标进行转换，结合机械臂相机的缩放比，得到板卡在机械臂坐标系的坐标。

S2044：根据待测板卡在机械臂相机坐标系的坐标，计算得到待测板卡与机械臂相机的夹角。

S2045：根据待测板卡与机械臂相机的夹角、以及待测板卡在机械臂坐标系的坐标确定第一向量。

通过待测板卡与机械臂相机的夹角、待测板卡在机械臂坐标系的坐标能够确定机械臂的移动方向和移动幅度，从而实现精确的控制机械臂将待测板卡放置在测试盒中对应的针盒中。

在另一个实施例中，提供一种待测卡板的针盒位置的确定装置，设置在上位机中，如图5所示，包括：机械臂控制模块501、机械臂相机控制模块502、计算模块503和针盒位置确定模块504。

机械臂控制模块501，用于控制机械臂移动至测试盒上方。

机械臂相机控制模块502，用于控制机械臂相机拍照定位待测板卡得到待测板卡的位置；待测板卡被放置在测试盒中对应的针盒内；机械臂相机固定在机械臂上。

计算模块503，用于根据机械臂相机与机械臂的相对位置、机械臂在机械臂坐标系的坐标计算与待测板卡的位置对应的第一向量；第一向量包括待测板卡与机械臂相机的夹角、待测板卡在机械臂坐标系中的横坐标信息和纵坐标信息。

针盒位置确定模块504，用于根据第一向量确定待测板卡的针盒位置。

上述的待测卡板的针盒位置的确定装置，通过在待测板卡放置在测试盒中对应的针盒内，在机械臂上安装机械臂相机对待测板卡进行拍照，定位得到板卡的第一向量，通过求解第一向量得到板卡坐标信息，进而得到待测板卡的针盒位置，从而上位机能够根据第一向量精确地控制机械臂将待测板卡放置在测试盒对应的针盒中，无需人工操作，提高了板卡的测试效率。

在另一个实施例中，还包括机械臂校正模块，用于对机械臂相机进行校正，确定机械臂相机与机械臂的相对位置、机械臂相机的相关参数；相关参数包括机械臂相机在机械臂坐标系中的坐标信息、机械臂相机的缩放比。

在另一个实施例中，计算模块包括：机械臂坐标获取模块、识别模块、待测板卡坐标确定模块、夹角计算模块和第一向量确定模块。

机械臂坐标获取模块，用于获取机械臂相机在机械臂坐标系中的当前坐标。

识别模块，用于识别待测板卡，确定待测板卡在机械臂相机坐标系的坐标。

待测板卡坐标确定模块，用于获取经校准的机械臂相机的缩放比，并根据缩放比、待测板卡在机械臂相机坐标系的坐标、机械臂相机在机械臂坐标系的当前坐标确定待测板卡在机械臂坐标系的坐标。

夹角计算模块，用于根据待测板卡在机械臂相机坐标系的坐标，计算得到待测板卡与机械臂相机的夹角。

第一向量确定模块，用于根据待测板卡与机械臂相机的夹角、以及待测板卡在机械臂坐标系的坐标确定第一向量。

在又一个实施例中，机械臂校正模块包括：产线相机控制模块、坐标信息获取模块和校正模块。

产线相机控制模块，用于使用经校准的产线相机对参照物进行拍照，得到参照物在产线相机坐标系的坐标；参照物位于机械臂拾取板卡的工位上；产线相机固定在工位的上方。

机械臂控制模块，用于控制机械臂移动至工位的上方。

机械臂相机控制模块，用于控制机械臂相机对参照物进行拍照，得到参照物在机械臂相机坐标系的坐标。

坐标信息获取模块，用于获取机械臂在机械臂坐标系的当前坐标以及产线相机在机械臂坐标系的坐标信息。

校正模块，用于根据参照物在产线相机坐标系的坐标、产线相机在机械臂坐标系的坐标信息、参照物在机械臂相机坐标系的坐标以及机械臂在机械臂坐标系的当前坐标计算得到机械臂相机与机械臂的相对位置。

在再一个实施例中，机械臂相机控制模块，用于在参照物向设定方向移动设定距离后，保持机械臂在原位置对移动后的参照物拍照得到移动后的参照物在机械臂相机坐标系的坐标。

校正模块，还用于根据参照物移动前在机械臂相机坐标系的坐标、移动的设定距离和移动后的参照物在机械臂相机坐标系的坐标计算得到机械臂相机的缩放比。通过待测板卡与机械臂相机的夹角、待测板卡在机械臂坐标系的坐标能够确定机械臂的移动方向和移动幅度，从而实现精确的控制机械臂将待测板卡放置在测试盒中对应的针盒中。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。