[發明專利]一種機器人視覺系統快速標定方法

有效

• 申請號: 201611151766.5
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106780623B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 劉建春;黃勇杰
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 泉州市潭思專利代理事務所(普通合伙) 35221
• 代理人: 麻艷

1.一種機器人視覺系統快速標定方法，所述機器人視覺系統包括機器人、工作平臺、CCD攝像機和計算機，其中，計算機用于控制CCD攝像機采集工作平臺的圖像數據，計算機還能夠控制機器人的移動；其特征在于所述方法包括如下步驟：

步驟1，將CCD攝像機安裝在工作平臺上的角落，使得工件放置在工作平臺上時，工件的局部位于CCD攝像機的視場區域內，CCD攝像機能夠對其視場區域內的工件的局部特征進行識別并提取該特征的坐標，同時檢測工件在工作平臺上放置的姿態，依據工件圖紙采集工件內部特征之間的坐標關系，計算需要的特征坐標與檢測到的特征坐標之間的橫縱坐標的差值，從而得到所需要的特征坐標點；

步驟2，利用opencv編寫畸變矯正算法，對CCD攝像機進行快速畸變矯正；畸變矯正算法的具體內容是：

（1）通過移動或旋轉棋盤格，CCD攝像機采集獲取N張不同角度包含有整個棋盤格的圖像；

（2）預設棋盤格的內焦點行數和列數，行數和列數不能相同；

（3）設定3D場景中的點位數據；

（4）對步驟（1）采集的棋盤格圖像進行如下處理：

a.調取第一張圖像，進行灰度處理；

b.再將圖像尺寸縮小n倍，n根據圖像實際大小設定；

c.使用棋盤格檢測函數檢測角點；

d.重新加載原始圖像，并且將檢測到的角點數據橫縱坐標都放大n倍，將這些加入到亞像素角點檢測函數中；

e.將檢測到的亞像素角點坐標放入集合；

f.調取下一張圖像，重復步驟a-e，直至所有棋盤格圖像均處理完成；

（5）將存放有亞像素角點坐標的集合添加到相機標定矩陣，由相機標定函數來計算攝像機內參和畸變矩陣；

（6）將攝像機內參和畸變矩陣保存并輸出；

步驟3，對攝像機坐標系與機器人世界坐標系和實際尺寸的比例關系進行標定；

步驟4，對整個工作平臺的用戶坐標系原點進行標定。

2.如權利要求1所述的一種機器人視覺系統快速標定方法，其特征在于：所述上述步驟（6）中，將攝像機內參和畸變矩陣采用.vml后綴格式保存并輸出。

3.如權利要求1所述的一種機器人視覺系統快速標定方法，其特征在于：所述上述步驟3的具體內容是，首先在視場區域內工作平臺的空白區域任選兩個標記點，利用攝像機檢測兩個標記點的坐標，并以攝像機坐標表示二者之間的距離d1；然后控制機器人找到兩個標記點，以機器人世界坐標表示二者之間的距離d2；最后用尺子測量兩個標記點之間的實際距離尺寸d3；設k1=d1/d2，k2=d2/d3，設攝像機攝像機坐標系的坐標為Cc，機器人世界坐標系的坐標為Cr，工作平臺的用戶坐標系的坐標為Cu，有Cc=k1×Cr=k1×k2×Cu。

4.如權利要求3所述的一種機器人視覺系統快速標定方法，其特征在于：所述步驟4的具體內容是：在工作平臺上定義某一點為原點，記錄其機器人世界坐標Cro(Cro.x,Cro.y)，再在CCD攝像機的視場區域任選一個標記點，記錄標記點的攝像機坐標Ccp(Ccp.x,Ccp.y)和機器人世界坐標Crp(Crp.x,Crp.y)；在機器人世界坐標下計算原點與標記點的距離，二者的橫坐標差值Ex=Crp.x-Cro.x，縱坐標差值Ey=Crp.y-Cro.y；設攝像機取得的待測點坐標為Cca(Cca.x,Cca.y)，機器人從原點移動到待測點時，橫縱坐標需要移動的距離為dx和dy，則dx=Cro.x+Ex+[(Cca.x-Ccp.x)/k1]，dy=Cro.y+Ey+[(Cca.y-Ccp.y)/k1]。