实训用机器人二维视觉系统的制作方法

本发明涉及机器人实训的技术领域，具体为实训用机器人二维视觉系统。

背景技术：

机器视觉领域已经广泛的应用到了工业制造与生产的各个领域，尤其是随着人工智能的发展，工业智能化中扮演了越来越重要的角色。然而在实际过程中，机器人在操作时，由于机器人的自身二维坐标和待操作模块的二维坐标间存在不同，使得机器人的二维视觉不够灵敏和高效，进而使得机器人整体操作效率不高。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了实训用机器人二维视觉系统，其使机器人可以通过视觉引导进行物料的抓取、设备的装配、物体的测量的教学内容，提高机器人的操作效率。

实训用机器人二维视觉系统，其特征在于：其包括实训台，所述实训台的上表面中心位置固装有机器人，实训台的上表面还设置有视觉模块、操作模块，所述视觉模块包括检测用底板、竖直向布置的镜头支撑架、光源控制器，所述检测用底板上表面布置有若干监测点，所述检测用底板上布置有所述镜头支撑架、光源控制器，所述镜头支撑架的顶部设置有相机，所述相机的镜头朝向下布置，所述镜头的外周环布有光源，所述光源通过内嵌于所述镜头支撑架内的线路连接所述光源控制器，所述相机的镜头取景范围涵盖下方操作模块的需操作位置；所述实训台的电控柜内设置有主机，所述主机内设置有二维视觉软件平台，所述二维视觉软件平台基于c#语言并联合halcon视觉软件和opencv视觉软件搭建开发而成，所述二维视觉软件平台包括有方案选择、系统参数、模板制作、相机标定四个模块，方案选择是用于配置方案所需的文件和调用库目录；系统参数用于上位机和机器人进行串口通信，各个基本参数的初始化；模板制作是通过学员训练样板的方式得到自己的样品；相机标定包括相机内外参的标定和手眼标定，用于获得相机和机器人坐标系的转换矩阵。

其进一步特征在于：

所述二维视觉软件平台还包括有显示设定界面，所述显示设定界面显示于工作台的外露显示器上，所述显示设定界面包括人机界面编辑窗口、图像显示窗口、参数设定窗口、代码窗口等，所述参数设定窗口显示ccd相机打开和关闭、采集图像的时间间隔，所述代码窗口根据需要显示源代码；

所述模板制作模块具体为通过镜头捕获的影响经过halcon视觉软件和opencv视觉软件的处理后，使得系统记住对应的模型的形态，并分析获得其对应的用于夹持的位置；

其具体操作过程如下：

a打开二维视觉软件平台的主界面，然后通过方案选择进行配置方案所需的文件和调用库目录；

b之后点击系统参数，设置机器人与上位机ip地址进行连接、并设置相机的初始参数；

c打开相机标定进行相机内外参数的标定及手眼标定；

d点击模块制作对布置在操作模块上的需要抓取的物品进行训练，获得物体的形态；

e通过halcon视觉软件和opencv视觉软件处理获得物体的中心坐标，将参数发送给机器人，之后机器人对物体进行抓取。

采用上述技术方案后，机器人通过二维视觉软件快速获得下方的操作模块上的物体的对应位置，二维视觉软件通过获得的镜头图像通过过halcon视觉软件和opencv视觉软件快速和机器人的内置参数进行手眼标定，同时通过过halcon视觉软件和opencv视觉软件捕获待操作工件形态和对应的可夹持位置，其使得机器人可以通过视觉引导进行物料的抓取、设备的装配、物体的测量等教学内容，提高机器人的操作效率。

附图说明

图1为发明的立体图结构示意图；

图2为本发明的视觉模块的立体图结构示意图；

图中序号所对应的名称如下：

实训台1、机器人2、视觉模块3、操作模块4、检测用底板31、镜头支撑架32、光源控制器33、监测点34、相机35、镜头36、光源37。

具体实施方式

实训用机器人二维视觉系统，见图1、图2：其包括实训台1，实训台1的上表面中心位置固装有机器人2，实训台1的上表面还设置有视觉模块3、操作模块4，视觉模块3包括检测用底板31、竖直向布置的镜头支撑架32、光源控制器33，检测用底板31上表面布置有若干监测点34，检测用底板34上布置有镜头支撑架32、光源控制器33，镜头支撑架32的顶部设置有相机35，相机35的镜头36朝向下布置，镜头36的外周环布有光源37，光源37通过内嵌于镜头支撑架32内的线路连接光源控制器33，相机35的镜头36取景范围涵盖下方操作模块4的需操作位置；实训台4的电控柜内设置有主机，主机内设置有二维视觉软件平台，二维视觉软件平台基于c#语言并联合halcon视觉软件和opencv视觉软件搭建开发而成，二维视觉软件平台包括有方案选择、系统参数、模板制作、相机标定四个模块，方案选择是用于配置方案所需的文件和调用库目录；系统参数用于上位机和机器人进行串口通信，各个基本参数的初始化；模板制作是通过学员训练样板的方式得到自己的样品；相机标定包括相机内外参的标定和手眼标定，用于获得相机和机器人坐标系的转换矩阵。

二维视觉软件平台还包括有显示设定界面，显示设定界面显示于工作台的外露显示器上，显示设定界面包括人机界面编辑窗口、图像显示窗口、参数设定窗口、代码窗口等，参数设定窗口显示ccd相机打开和关闭、采集图像的时间间隔，代码窗口根据需要显示源代码；

模板制作模块具体为通过镜头捕获的影响经过halcon视觉软件和opencv视觉软件的处理后，使得系统记住对应的模型的形态，并分析获得其对应的用于夹持的位置；

其具体操作过程如下：

a打开二维视觉软件平台的主界面，然后通过方案选择进行配置方案所需的文件和调用库目录；

b之后点击系统参数，设置机器人与上位机ip地址进行连接、并设置相机的初始参数；

c打开相机标定进行相机内外参数的标定及手眼标定；

d点击模块制作对布置在操作模块上的需要抓取的物品进行训练，获得物体的形态；

e通过halcon视觉软件和opencv视觉软件处理获得物体的中心坐标，将参数发送给机器人，之后机器人对物体进行抓取。

具体实施例中，操作模块4为传送机构。

其工作原理如下：机器人通过二维视觉软件快速获得下方的操作模块上的物体的对应位置，二维视觉软件通过获得的镜头图像通过过halcon视觉软件和opencv视觉软件快速和机器人的内置参数进行手眼标定，同时通过过halcon视觉软件和opencv视觉软件捕获待操作工件形态和对应的可夹持位置，其使得机器人可以通过视觉引导进行物料的抓取、设备的装配、物体的测量等教学内容，提高机器人的操作效率。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。