一種視覺定位方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及定位技術領域，更具體地說，涉及一種視覺定位方法及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著人工成本的大幅提升，企業(yè)面臨的成本控制壓力越來越大，為減輕勞力成本壓力，部分勞動密集型企業(yè)投入巨資引進機器人視覺定位系統(tǒng)，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工進行簡單重復的勞動，部分實現(xiàn)了流水線作業(yè)的自動化。
[0003]然而，受到資金及技術限制，該種機器人視覺定位系統(tǒng)還存在著定位精度差，智能化程度偏低，無法完全替代傳統(tǒng)勞工的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題在于針對現(xiàn)有技術的上述缺陷，提供一種定位精度較高，且智能化程度較高的視覺定位方法及系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種視覺定位方法，所述方法包括如下步驟:
[0006]S1、將機械手X軸及Y軸的交叉點作為第一原點0，依照第一比例尺構建用于衡量機械手與其周圍物體距離遠近的機械手坐標系(OXY)；
[0007]將工業(yè)相機的固定位置作為第二原點O'，依照第二比例尺構建用于衡量工業(yè)相機與其周圍物體距離遠近的工業(yè)相機坐標系(O' V V )，所述工業(yè)相機固定在機械手上;
[0008]S2、控制工業(yè)相機對到達來件感應區(qū)的工件進行拍照，生成拍攝圖像；
[0009]S3、基于拍攝圖像計算工件與工業(yè)相機的實際距離，并根據(jù)工件與工業(yè)相機的實際距離計算工件映射到工業(yè)相機坐標系中的平面位置(xr ,Ylr );
[0010]S4、通過內(nèi)置的工業(yè)相機坐標系-機械手坐標系坐標轉(zhuǎn)換公式，計算工業(yè)相機坐標系中工件的平面位置(xr ,Ylr )對應于機械手坐標系中工件的坐標(Xl，yl)，并使機械手根據(jù)機械手坐標系中工件的坐標(xl，yl)定位工件位置，抓取工件并將工件放入進料區(qū)。
[0011]在本發(fā)明上述視覺定位方法中，所述方法在所述步驟SI之前還包括如下步驟:
[0012]S0、將工業(yè)相機及閃光燈安裝及固定于機械手Z軸上相應位置。
[0013]在本發(fā)明上述視覺定位方法中，所述步驟S2還包括:
[0014]通過檢測裝置檢測及判斷傳送帶上的工件是否到達來件感應區(qū)，如是，則生成拍照觸發(fā)信號，并將拍照觸發(fā)信號發(fā)送到工件抓取控制中心。
[0015]在本發(fā)明上述視覺定位方法中，所述步驟S4中所述工業(yè)相機坐標系-機械手坐標系坐標轉(zhuǎn)換公式如下所示:
[0016]X = A(Xr cos Θ +Yr sin θ )+M
[0017]y = A(X' sin Θ -Yr cos9)+N;其中
[0018]X表示工業(yè)相機坐標系中工件的坐標對應于工業(yè)相機坐標系的X軸的值；
[0019]y表示工業(yè)相機坐標系中工件的坐標對應于工業(yè)相機坐標系的Y軸的值；
[0020]A為第一比例尺與第二比例尺的比值；
[0021 ] Θ表示工業(yè)相機坐標系的X丨軸與機械手坐標系的X軸的夾角；
[0022]M表示工業(yè)相機坐標系的原點O丨到機械手坐標系的X軸的距離；
[0023]N表示工業(yè)相機坐標系的原點O丨到機械手坐標系的y軸的距離。
[0024]在本發(fā)明上述視覺定位方法中，所述方法在所述步驟S3之后還包括如下步驟:
[0025]S4、機械手將工件放入進料區(qū)后，返回初始位置，生成用于表示完成工件抓取任務的反饋信號，將該反饋信號發(fā)回工件抓取控制中心。
[0026]本發(fā)明還構造一種視覺定位系統(tǒng)，所述視覺定位系統(tǒng)包括:
[0027]機械手及安裝并固定于機械手Z軸上相應位置的工業(yè)相機及閃光燈；
[0028]機械手坐標系構建模塊，用于將機械手的X軸及Y軸的交叉點作為第一原點0，將機械手的X軸及Y軸分別作為X軸及Y軸，依照第一比例尺構建用于衡量機械手與其周圍物體距離遠近的機械手坐標系(OXY)；
[0029]工業(yè)相機坐標系構建模塊，用于將工業(yè)相機的固定點作為第二原點O'，依照第二比例尺構建用于衡量工業(yè)相機與其周圍物體距離遠近的工業(yè)相機坐標系((V I' Y') '
[0030]工件抓取控制中心，用于控制工業(yè)相機對到達來件感應區(qū)的工件進行拍照，生成拍攝圖像，根據(jù)拍攝圖像計算工件與工業(yè)相機的實際距離，根據(jù)工件與工業(yè)相機的實際距離計算工件映射到工業(yè)相機坐標系中的坐標(xr , Ylr )，以及根據(jù)工業(yè)相機坐標系-機械手坐標系坐標轉(zhuǎn)換公式計算機械手坐標系中工件的坐標(xl，yl)；
[0031]所述工件抓取控制中心，還用于將機械手坐標系中工件的坐標(xl，yl)輸入機械手，進而控制機械手根據(jù)機械手坐標系中工件的坐標(xl，yl)定位工件位置，抓取工件并將工件放入進料區(qū)。
[0032]在本發(fā)明上述視覺定位系統(tǒng)中，所述視覺定位系統(tǒng)還包括:
[0033]與所述工件抓取控制中心建立通信的檢測裝置，用于檢測及判斷傳送帶上的工件到達來件感應區(qū)時，生成拍照觸發(fā)信號，并將拍照觸發(fā)信號發(fā)送到所述工件抓取控制中心。
[0034]在本發(fā)明上述視覺定位系統(tǒng)中，所述工件抓取控制中心包括:
[0035]通信模塊，用于接收所述檢測模塊的拍照觸發(fā)信號，以及接收工業(yè)相機的拍攝圖像；
[0036]坐標計算模塊，用于基于拍攝圖像計算工件距離工業(yè)相機的實際距離，根據(jù)該實際距離計算工件映射到工業(yè)相機坐標系中的坐標(xr ,Ylr );
[0037]坐標轉(zhuǎn)換模塊，用于通過內(nèi)置的工業(yè)相機坐標系-機械手坐標系坐標轉(zhuǎn)換公式計算工業(yè)相機坐標系中工件的坐標(XP , Ylr )對應于機械手坐標系中工件的坐標(xl，yl)；
[0038]所述工業(yè)相機坐標系-機械手坐標系坐標轉(zhuǎn)換公式如下所示:
[0039]x = A(X' cos Θ+Y' sin θ )+M
[0040]y = A(X' sin Θ -Y' cos9)+N;其中
[0041 ] X表示工業(yè)相機坐標系中工件的坐標對應于工業(yè)相機坐標系的X軸的值；
[0042]y表示工業(yè)相機坐標系中工件的坐標對應于工業(yè)相機坐標系的Y軸的值；
[0043]A為第一比例尺與第二比例尺的比值；
[0044]Θ表示工業(yè)相機坐標系的X'軸與機械手坐標系的X軸的夾角；
[0045]M表示工業(yè)相機坐標系的原點O丨到機械手坐標系的X軸的距離；
[0046]N表示工業(yè)相機坐標系的原點O丨到機械手坐標系的y軸的距離。
[0047]實施本發(fā)明視覺定位方法及系統(tǒng)，可達到以下有益效果:
[0048]—、本發(fā)明采用了預先構建機械手坐標系及工業(yè)相機坐標系，工件抓取控制中心通過工業(yè)相機對到達來料感應區(qū)的工件進行拍攝，根據(jù)拍攝圖像計算工件與工業(yè)相機的實際距離，根據(jù)該實際距離計算工件映射到工業(yè)相機坐標系中的坐標值，通過內(nèi)置的工業(yè)相機坐標系-機械手坐標系坐標轉(zhuǎn)換公式將工業(yè)相機坐標系中工件的坐標值轉(zhuǎn)換為機械手坐標系中工件的坐標值，根據(jù)機械手坐標系中工件的坐標值對工件進行精準定位的視覺定位方案，本發(fā)明視覺定位方案可實現(xiàn)流水線上工件的精準定位，便于引導機械手抓取工件，將工件放入來料區(qū)，故可應用于各種勞動密集型產(chǎn)業(yè)，以大規(guī)模替代傳統(tǒng)勞工執(zhí)行工作流水線上的各種復雜工作，可極大提高工業(yè)流水線作業(yè)效率。
[0049]二、在本發(fā)明視覺定位方法及系統(tǒng)中，當工件尚未到達來料感應區(qū)時，工業(yè)相機處于待機狀態(tài)，工件抓取控制中心可借助檢測模塊判斷工件是否到達來料感應區(qū)，在工件到達來料區(qū)時，喚醒工業(yè)相機，控制工業(yè)相機啟動拍照，因而延長了工業(yè)相機使用壽命，避免了工業(yè)相機及閃光燈長時間工作造成的設備損耗及損壞，減少了