[發明專利]機械手臂系統參數的校正方法與校正裝置

有效

• 申請號: 201010597933.5
• 申請日: 2010-12-20
• 公開（公告）號: CN102452081A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 胡竹生;張永融;簡銘志
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00;B25J13/00;B25J9/16
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 祁建國;李巖

技術領域

本發明是有關于一種機械手臂系統參數的校正方法與校正系統，且特別是有關于同時校正攝像單元的內部參數，以及攝像單元與機械手臂的相互關系的一種機械手臂的校正方法與校正系統。

背景技術

在自動化生產中，常利用機械手臂進行工件的抓取、排列或組裝，而進一步在機械手臂與視覺的整合系統，其例如是在一生產在線讓機械手臂使用視覺系統自動抓取在輸送帶上的目標物，則是利用目標物在攝影機影像中的特征點位置來標定目標物的位置和姿態。為了使系統能夠精準地測定目標物的位置和姿態，此系統需經過使用前的校正方能達成。

發明內容

本發明提供一種機械手臂系統參數的校正方法，以使機械手臂系統具有較高的精度。

本發明提供一種校正裝置，其藉由簡易的構件而達到校正攝像單元的內部參數，及攝像單元與機械手臂之間的空間關系。

本發明的一實施例提出一種機械手臂系統參數的校正方法。機械手臂系統包括一基座、一機械手臂與至少一攝像單元，其中機械手臂具有一第一端與一第二端，第一端連接至基座。上述的參數特別是指攝影單元的內部參數、以及攝像單元相對于機械手臂的第一端的旋轉矩陣與平移向量。校正方法包括，設置一平面在攝像單元前，以及設置一激光單元在機械手臂的第二端，其中激光單元投射一光束至平面上形成一光點，之后分別取得激光單元相對于機械手臂的第二端的一第一初始參數集合、平面相對于機械手臂的第一端的一第二初始參數集合、攝像單元的內部參數，亦即是攝像單元的一第三初始參數集合、與攝像單元相對于機械手臂的第一端的旋轉矩陣與平移向量，亦即是攝像單元相對于機械手臂的第一端的一第四初始參數集合。接著，移動機械手臂的第二端到至少一位置姿態，使光點在攝像單元上所形成的影像而取得光點相對于攝像單元的至少一實際位置，以取得機械手臂的第二端相對于第一端的一第五參數集合。接著，藉由第一初始參數集合、第二初始參數集合、第三初始參數集合、第四初始參數集合與第五參數集合取得光點相對于攝像單元的至少一預測位置。接著將彼此對應的預測位置與實際位置的相對差異量形成一方程式，最后藉由一算法取得此方程式的參數解，以校正該第一初始參數集合、該第二初始參數集合、該第三初始參數集合與該第四初始參數集合。

本發明的一實施例提出一種校正裝置，用以校正一機械手臂系統。機械手臂系統包括一機械手臂與至少一攝像單元。校正裝置包括一激光單元、一控制單元以及一平面。激光單元組裝在機械手臂上。控制單元電性連接機械手臂與攝像單元。平面配置在攝像單元的可視范圍內。激光單元發射一光束至平面上形成一光點，其中控制單元藉由攝像單元擷取在平面上的光點的影像，而同時校正攝像單元的內部參數及攝像單元與機械手臂之間的空間幾何關系。

基于上述，在本發明的上述實施例中，機械手臂系統參數的校正方法藉由設置在攝像單元的可視范圍內的一平面與配置在機械手臂上的激光單元，以讓使用者能方便地同時校正攝像單元的參數及機械手臂與攝像單元之間的關系參數。此舉讓機械手臂系統能以較簡易且方便的方式便能達到精確地校正機械手臂系統的效果。

為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式作詳細說明如下。

附圖說明

圖1是依照本發明一實施例的一種機械手臂系統與校正裝置的示意圖；

圖2繪示圖1的機械手臂系統的校正方法的流程圖；

圖3繪示在圖1機械手臂系統在校正流程中用以取得初始參數的示意圖。

【主要組件符號說明】

10：監視器

100：校正裝置

200：機械手臂系統

210：機械手臂

110：激光單元

120：控制單元

130：平面

220：攝像單元

140：光點

230：基座

180：圖樣

182、182a：格點

E1：第一端

E2：第二端

具體實施方式