。这些功能究竟 以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员 可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出 本发明的范围。
[0067]在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的 方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为 一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或 者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互 之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连 接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0068]所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显 示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个 网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目 的。
[0069] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以 是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单 元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0070] 所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用 时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案 本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品 的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台 计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发 明实施例各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、 只读存储器（R〇M，Read_Only Memory)、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory)、磁 碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0071] 以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实 施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各 实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改 或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范 围。
【主权项】
1. 一种基于视觉引导的机械臂定位方法，其特征在于，包括： 通过图像采集设备采集缕空注塑件不同角度的完整样本； 对采集的缕空注塑件样本进行预处理，并获取多组预处理后的缕空注塑件样本的物理 中屯、在预先建立的固定棋盘格坐标系中的坐标信息； 通过埃尔米特插值算法对获取的所述多组坐标信息进行拟合，得到图像采集设备的坐 标系与固定棋盘格坐标系之间的关系； 基于所述图像采集设备的坐标系与固定棋盘格坐标系之间的关系，模拟移动机械臂抓 取所述缕空注塑件的场景，并估算机械臂从初始位置到抓取到所述缕空注塑件的平移和旋 转矩阵，建立所述机械臂与缕空注塑件样本所在的固定棋盘格坐标系之间的空间矩阵关 系； 根据所述机械臂与缕空注塑件样本所在的固定棋盘格坐标系之间的空间矩阵关系，建 立所述图像采集设备的坐标系与机械臂的坐标系的对应关系。2. 如权利要求1所述的基于视觉引导的机械臂定位方法，其特征在于，所述对采集的缕 空注塑件样本进行预处理包括： 对采集的缕空注塑件样本进行颜色空间转换、二值化、腐蚀和/或膨胀处理。3. 如权利要求1所述的基于视觉引导的机械臂定位方法，其特征在于，所述建立所述机 械臂与缕空注塑件样本所在的固定棋盘格坐标系之间的空间矩阵关系具体为： 通过最小二乘法建立所述机械臂与缕空注塑件样本所在的固定棋盘格坐标系之间的 空间矩阵关系。4. 如权利要求1所述的基于视觉引导的机械臂定位方法，其特征在于，所述估算机械臂 从初始位置到抓取到所述缕空注塑件的平移和旋转矩阵具体如下：其中，U表示图像采集设备距离缕空注塑件的物距，V表示像距，[u，v，l]表示像点的图 像像素坐标系的齐次坐标，Xw、Yw表示世界坐标系的坐标，M表示机械臂的比例因子，R表示机 械臂与固定棋盘格坐标系的旋转矩阵，0表示机械臂坐标系与固定棋盘格坐标系的夹角， (u〇x，v〇y)表示图像采集设备光学中屯、在CCD成像平面上的投影位置。5. -种基于视觉引导的机械臂定位装置，其特征在于，包括： 样本采集模块，用于通过图像采集设备采集缕空注塑件不同角度的完整样本； 预处理模块，用于对采集的缕空注塑件样本进行预处理，并获取多组预处理后的缕空 注塑件样本的物理中屯、在预先建立的固定棋盘格坐标系中的坐标信息； 拟合模块，用于通过埃尔米特插值算法对获取的所述多组坐标信息进行拟合，得到图 像采集设备的坐标系与固定棋盘格坐标系之间的关系； 第一定位模块，用于基于所述图像采集设备的坐标系与固定棋盘格坐标系之间的关 系，模拟移动机械臂抓取所述缕空注塑件的场景，并估算机械臂从初始位置到抓取到所述 缕空注塑件的平移和旋转矩阵，建立所述机械臂与缕空注塑件样本所在的固定棋盘格坐标 系之间的空间矩阵关系； 第二定位模块，用于根据所述机械臂与缕空注塑件样本所在的固定棋盘格坐标系之间 的空间矩阵关系，建立所述图像采集设备的坐标系与机械臂的坐标系的对应关系。6. 如权利要求5所述的基于视觉引导的机械臂定位装置，其特征在于，所述预处理模块 具体用于： 对采集的缕空注塑件样本进行颜色空间转换、二值化、腐蚀和/或膨胀处理。7. 如权利要求5所述的基于视觉引导的机械臂定位装置，其特征在于，所述第一定位模 块具体用于： 通过最小二乘法建立所述机械臂与缕空注塑件样本所在的固定棋盘格坐标系之间的 空间矩阵关系。8. 如权利要求5所述的基于视觉引导的机械臂定位装置，其特征在于，所述估算机械臂 从初始位置到抓取到所述缕空注塑件的平移和旋转矩阵具体如下：其中，U表示图像采集设备距离缕空注塑件的物距，V表示像距，[u，v，l]表示像点的图 像像素坐标系的齐次坐标，Xw、Yw表示世界坐标系的坐标，M表示机械臂的比例因子，R表示机 械臂与固定棋盘格坐标系的旋转矩阵，0表示机械臂坐标系与固定棋盘格坐标系的夹角， (u〇x，v〇y)表示图像采集设备光学中屯、在CCD成像平面上的投影位置。
【专利摘要】本发明适用于计算机视觉技术领域，提供了一种基于视觉引导的机械臂定位方法及装置。该方法包括：通过图像采集设备采集镂空注塑件不同角度的完整样本；对采集的样本进行预处理，并获取多组镂空注塑件样本的物理中心在固定棋盘格坐标系中的坐标信息；通过埃尔米特插值算法对多组坐标信息进行拟合，得到图像采集设备的坐标系与固定棋盘格坐标系之间的关系；基于所述关系，模拟移动机械臂抓取镂空注塑件的场景，并估算机械臂抓取到镂空注塑件的平移和旋转矩阵，建立机械臂与镂空注塑件样本所在的固定棋盘格坐标系之间的空间矩阵关系，以及图像采集设备的坐标系与机械臂的坐标系的对应关系。通过本发明可简化计算过程并提高机械臂抓取目标物体的精度。
【IPC分类】G06T7/00
【公开号】CN105654474
【申请号】
【发明人】吴新宇, 冯伟, 陈利新, 郭会文, 孙健铨
【申请人】深圳先进技术研究院
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年12月28日