[發(fā)明專利]一種適用于視覺伺服插拔作業(yè)的標定方法

有效

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• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109318234B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設計）人: 林偉陽;鄧肖珂;邱劍彬;佟明斯;李湛;高會軍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 劉冰

一種適用于視覺伺服插拔作業(yè)的標定方法，屬于圖像識別領域。基于視覺伺服的伺服對準控制精度低，插拔階段時開環(huán)控制的插拔作業(yè)的效果差的問題。一種適用于視覺伺服插拔作業(yè)的標定方法，利用相機采集包含插針、插口和插頭夾持裝置的圖像；利用深度學習算法獲得插口中每個插針的中心點以及插頭夾持裝置上每個標定板的中心點；之后計算插口中點坐標、插口偏角、插頭夾持裝置中點以及插頭夾持裝置偏角；將點坐標轉移到機器人機械臂末端關節(jié)坐標系中；獲得插口中點在機器人末端坐標系的坐標；在末端坐標系中計算視覺伺服圖像特征誤差；將視覺伺服特征發(fā)送給機器人視覺伺服算法，控制機器人運動。本發(fā)明使視覺伺服插拔作業(yè)當中作業(yè)精度得到提高。

技術領域

本發(fā)明涉及一種適用于視覺伺服插拔作業(yè)的標定方法。

背景技術

目前，各種類型的機器人、機械臂在工業(yè)自動化當中運用漸趨廣泛，而利用機器人進行裝配作業(yè)更是運用廣泛。然而，讓機器人精確對準裝配作業(yè)時的插槽是該作業(yè)當中的一大難點。而其中一種較為困難的裝配作業(yè)就是插頭插口組裝作業(yè)。大部分視覺伺服技術都是使目標對準圖像中某一個固定位置，由人為根據具體經驗或者機械結構測量決定。為了保護插口以及插頭的耐久度，我們常常使用視覺伺服方法來使插頭精確對準插槽。然而由于視覺伺服在伺服對準后的插拔過程當中是開環(huán)控制，如果無法精確對準，往往插拔作業(yè)的效果較差，無法完成任務。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了解決基于視覺伺服的伺服對準控制精度低，插拔階段時開環(huán)控制的插拔作業(yè)的效果差的問題，而提出一種適用于視覺伺服插拔作業(yè)的標定方法。

一種適用于視覺伺服插拔作業(yè)的標定方法，所述方法包括以下步驟：

步驟一、標定準備工作：

為機器人機械臂末端關節(jié)設置插頭夾持裝置，插頭夾持裝置的兩個對稱的夾子上分別設置一標定板，機器人機械臂上還安裝有相機，相機對準目標，且相機視野范圍內包含插口與插頭夾持裝置；其中，目標是指插入了插針的插口；

步驟二、利用相機采集包含插針、插口和插頭夾持裝置的圖像；其中，采集圖像過程中利用激光光源提供光照，且將激光光源對準插頭夾持裝置及插口；且是采用pyTorch搭建的神經網絡進行插口位置以及插頭夾持裝置的位置的識別的；

步驟三、利用深度學習算法進行特征識別，分別獲得插口中每個插針的中心點(x_p1,y_p1)和(x_p2,y_p2)，以及插頭夾持裝置上每個標定板的中心點(x_b1,y_b1)和(x_b2,y_b2)；

步驟四、由插針的中心點計算插口中點(x_dm,y_dm)坐標以及插口偏角θ_d，計算公式如下：

同理，計算插頭夾持裝置中點以及插頭夾持裝置偏角θ_b；

步驟五、將步驟四獲得的插口中的點坐標由圖像坐標系轉移到機器人機械臂末端關節(jié)坐標系當中；

首先，將點轉移到像平面坐標系；

然后，將點轉移到相機末端關節(jié)坐標系當中用于視覺伺服過程，其中，

將插口中點坐標(x_dm,y_dm)進行轉換的公式為：

獲得插口中點在機器人末端坐標系的坐標插口偏角θ_d不做轉換；