[發(fā)明專利]一種用于砝碼檢定的雙目視覺機(jī)械手自動定位和移動方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410818072.7
• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN104626142A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖暉;韓軒;趙不賄;石建榮;夏勤;戴春麗
• 申請（專利權(quán)）人: 鎮(zhèn)江市計量檢定測試中心;江蘇大學(xué)
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J13/08
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 霍冠禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于砝碼檢定的雙目視覺機(jī)械手自動定位和移動方法。

背景技術(shù)

質(zhì)量是七大物理基本量之一，砝碼是一種復(fù)現(xiàn)質(zhì)量值的實物量具，被廣泛應(yīng)用于各部門。砝碼的計量檢定工作是通過衡量儀器對標(biāo)準(zhǔn)砝碼和被檢砝碼進(jìn)行稱量比較來實現(xiàn)的，它直接關(guān)系到質(zhì)量量值傳遞的準(zhǔn)確性和一致性。在現(xiàn)有的砝碼檢定技術(shù)中，砝碼裝卸通常是采用人工定位、手動搬運(yùn)來進(jìn)行的，需要耗費(fèi)檢定人員大量體力勞動，效率低下，而且由于人為的誤操作，可能會對衡器設(shè)備產(chǎn)生傷害。因此，人工定位和手動搬運(yùn)砝碼無法精確保證檢定工作的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種用于砝碼檢定的雙目視覺機(jī)械手自動定位和移動方法，能夠改善定位精度，提高砝碼搬運(yùn)效率，降低人力成本并避免對衡器產(chǎn)生的沖擊危害。該雙目視覺機(jī)器手包括砝碼專用夾具以及安裝在固定支撐上的2個攝像頭。所述方法包括：

一種用于砝碼檢定的雙目視覺機(jī)械手自動定位和移動方法，包括如下步驟：

步驟S1，對攝像頭進(jìn)行定標(biāo)并確定特征模板；

步驟S2，所述攝像頭采集衡器定心盤、待檢砝碼和機(jī)械手末端夾具的圖像，并在得到的圖像中尋找與所述特征模板匹配的特征圖形；

步驟S3，計算所述特征圖形在像素坐標(biāo)系下的位置，并轉(zhuǎn)換為機(jī)械手系統(tǒng)固定坐標(biāo)系下的位置；

步驟S4，根據(jù)機(jī)械手末端夾具的位置和待檢砝碼的位置生成規(guī)劃路徑一，所述機(jī)械手按該路徑一完成夾持待檢砝碼工作；

步驟S5，根據(jù)待檢砝碼位置和衡器定心盤的位置生成規(guī)劃路徑二，所述機(jī)械手按該路徑二將待檢砝碼移動至衡器定心盤的目標(biāo)點。

進(jìn)一步，所述步驟1的具體過程包括：

提供標(biāo)定板，所述標(biāo)定板具有與所述衡器定心盤、待檢砝碼、機(jī)械手末端夾具相同的特征圖形；

通過裝配定位確定所述標(biāo)定板及其上的特征圖形在所述機(jī)械手的坐標(biāo)系統(tǒng)中的位置；

所述攝像頭采集標(biāo)定板的圖像，制作所述特征模板；

根據(jù)所述標(biāo)定板上的特征圖形在所述機(jī)械手的坐標(biāo)系統(tǒng)中的位置以及在各攝像頭的坐標(biāo)系統(tǒng)中的位置，確定所述攝像頭的坐標(biāo)系統(tǒng)與所述機(jī)械手的坐標(biāo)系統(tǒng)的映射關(guān)系。

進(jìn)一步，所述步驟2中，所述衡器定心盤圖像、待檢砝碼圖像和機(jī)械手末端夾具圖像均為二維圖像；所述特征圖形定位點位于所述衡器定心盤的圓心點、待檢砝碼提鈕上表面的圓心點和機(jī)械手末端夾具對稱中心點。

進(jìn)一步，所述步驟4的具體過程為：

所述測量機(jī)械手末端夾具在機(jī)械手的坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)的位置(X₁，Y₁，Z₁)，測量待檢砝碼在機(jī)械手的坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)的位置(X₂，Y₂，Z₂)，將機(jī)械手末端夾具的位置和待檢砝碼的位置作為目標(biāo)點加以記錄，完成目標(biāo)點的測量；

根據(jù)各個目標(biāo)點的位置數(shù)據(jù)，按照預(yù)定的算法生成規(guī)劃路徑，該預(yù)定算法可以是本領(lǐng)域各種適當(dāng)類型的算法；

根據(jù)生成的規(guī)劃路徑一計算出機(jī)械手的每個轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動補(bǔ)償數(shù)據(jù)，并以此將機(jī)械手準(zhǔn)確的移動至待檢砝碼的工位，進(jìn)行夾持工作。

進(jìn)一步，所述步驟5的具體過程為：

所述衡器定心盤在機(jī)械手的坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)的位置(X₃，Y₃，Z₃)，測量待檢砝碼在機(jī)械手的坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)的位置(X₄，Y₄，Z₄)，將衡器定心盤的位置和待檢砝碼的位置作為目標(biāo)點加以記錄，完成目標(biāo)點的測量；

根據(jù)各個目標(biāo)點的位置數(shù)據(jù)，按照預(yù)定的算法生成規(guī)劃路徑，該預(yù)定算法可以是本領(lǐng)域各種適當(dāng)類型的算法；

根據(jù)生成的規(guī)劃路徑二計算出機(jī)械手的每個轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動補(bǔ)償數(shù)據(jù)，并以此將待檢砝碼準(zhǔn)確的移動至衡器定心盤的中心點位置，開始檢定工作。

進(jìn)一步，所述步驟4-5中，路徑一的目標(biāo)點包括待檢砝碼工位坐標(biāo)和機(jī)械手末端夾具的中心坐標(biāo)，所述路徑二的目標(biāo)點包括衡器定心盤坐標(biāo)和待檢砝碼工位坐標(biāo)。

進(jìn)一步，還包括根據(jù)砝碼3的實際移動效果，對各個目標(biāo)點的位置進(jìn)行微調(diào)補(bǔ)償。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：