[發(fā)明專利]一種部件間高精度自動對接的位姿檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711294266.1
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108036791B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 費允鋒;宋銀灝;常猛;劉淵;李國文;高鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍火箭軍工程設(shè)計研究院
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 北京康盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11331
• 代理人: 張定花

1.一種部件間高精度自動對接的位姿檢測方法，其特征在于，包括：

獲取第一對接部件(1)表面上的第一待測標志物(3)的坐標；

獲取第二對接部件(2)表面上的第二待測標志物(4)的坐標；

獲取第一對接部件(1)的螺栓與螺孔的位姿對應(yīng)的第一位姿引出部件(5)的第一參考標志物的坐標；

獲取第二對接部件(2)的螺栓與螺孔的位姿對應(yīng)的第二位姿引出部件(6)的第二參考標志物的坐標；

確定第一參考標志物相對于第一待測標志物(3)的位姿；

確定第二參考標志物相對于第二待測標志物(4)的位姿；

確定第一對接部件(1)和第二對接部件(2)的位姿差；

所述獲取第一對接部件(1)表面上的第一待測標志物(3)的坐標的步驟之前還包括：

在第一對接部件(1)表面上設(shè)置第一待測標志物(3)；

在第一位姿引出部件(5)的正對相機的一側(cè)設(shè)置第一參考標志物，所述第一參考標志物用于引出第一對接部件(1)上的螺栓與螺孔的位姿；

在第二對接部件(2)表面上設(shè)置第二待測標志物(4)，其中第二待測標志物(4)與第一待測標志物(3)的ID不同；

在第二位姿引出部件(6)的正對相機的一側(cè)設(shè)置第二參考標志物，所述第二參考標志物用于引出第二對接部件(2)上的螺栓與螺孔的位姿；

將第一位姿引出部件(5)對準第一對接部件(1)插入；

將第二位姿引出部件(6)對準第二對接部件(2)插入；

將第一對接部件(1)和第二對接部件(2)進行對接；；

所述位姿檢測方法還包括：

通過兩個CCD相機建立雙目視覺測量系統(tǒng)；

根據(jù)所建立的雙目視覺測量系統(tǒng)確定第一待測標志物(3)和第二待測標志物(4)的坐標系；

根據(jù)所確定的第一待測標志物(3)和第二待測標志物(4)的坐標系確定第一對接部件(1)和第二對接部件(2)的位姿偏差；

所述根據(jù)所確定的第一待測標志物(3)和第二待測標志物(4)的坐標系確定第一對接部件(1)和第二對接部件(2)的位姿偏差的步驟包括：

建立第一待測標志物(3)的坐標系；

確定第一待測標志物(3)的坐標系在相機坐標系下的第一待測位姿；

確定第一參考標志物的坐標系在相機坐標系下的第一參考位姿；

確定第一參考標志物的坐標系在第一待測標志物(3)的坐標系下的位姿；

建立第二待測標志物(4)的坐標系；

確定第二待測標志物(4)的坐標系在相機坐標系下的第二待測位姿；

確定第二參考標志物的坐標系在相機坐標系下的第二參考位姿；

確定第二參考標志物的坐標系在第二待測標志物(4)的坐標系下的位姿；

確定第一對接部件(1)和第二對接部件(2)之間的位姿差；

所述獲取第一對接部件(1)的螺栓與螺孔的位姿對應(yīng)的第一位姿引出部件(5)的第一參考標志物的坐標的步驟包括：

在第一對接部件(1)的螺栓與螺孔位置設(shè)置與第一位姿引出部件(5)的坐標相對應(yīng)的參照物；

確定第一參考標志物相對于參照物的坐標；

確定螺栓與螺孔相對于參照物的坐標；

確定第一參考標志物相對于螺栓與螺孔的相對位姿。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位姿檢測方法，其特征在于，所述建立第一待測標志物(3)的坐標系的步驟包括：

通過雙目視覺測量系統(tǒng)確定第一待測標志物(3)的三個角點a、b、c在相機坐標系下的三維空間坐標；

以第一待測標志物(3)的角點連線作ab為X軸方向，以第一待測標志物(3)的角點連線ac作為Y軸方向，由右手定則確定坐標系Z軸方向；

根據(jù)確定的X軸方向和Z軸方向反推Y軸方向，建立坐標系。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位姿檢測方法，其特征在于，所述第一待測標志物(3)為aruco標志碼。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位姿檢測方法，其特征在于，所述建立第一待測標志物(3)的坐標系的步驟包括：

對第一對接部件(1)上的不同標記點進行標號；

對該第一對接部件(1)的位姿進行實時測量；

獲取不同時刻的各個標記點的狀態(tài)變化；

對各個標記點進行匹配，確定各個標記點在不同時刻所處位置。