[發(fā)明專利]一種非共同視野下的標定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910613506.2
• 申請日: 2019-07-09
• 公開（公告）號: CN110335310B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹瑋亮;李東平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國大恒（集團）有限公司北京圖像視覺技術(shù)分公司;北京大恒圖像視覺有限公司
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06T7/80
• 代理公司: 北京律譜知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11457
• 代理人: 黃云鐸

本申請公開了一種非共同視野下的標定方法，包括：步驟1，在操作平臺上設(shè)置至少三組標定點，視覺系統(tǒng)獲取第一組標定點的視覺坐標，動作機構(gòu)按組依次確定剩余標定點的機械坐標，且距離檢測機構(gòu)按組依次記錄移動裝置、運動至標定點的移動距離；步驟2，根據(jù)視覺坐標、機械坐標和移動距離，計算視覺坐標對應(yīng)的機械轉(zhuǎn)換坐標；步驟3，根據(jù)視覺坐標和機械轉(zhuǎn)換坐標，計算坐標變換矩陣，利用視覺系統(tǒng)獲取待抓取物體的位置坐標，根據(jù)位置坐標和坐標變換矩陣，對運動機構(gòu)進行標定，生成運動機構(gòu)的移動坐標。通過本申請中的技術(shù)方案，設(shè)定標定點并記錄傳送帶編碼器的碼值，簡化手眼標定方法中的坐標變換，提高對于較高物體的物體頂部抓取的準確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及機器視覺的技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種非共同視野下的標定方法。

背景技術(shù)

在立體視覺裝置引導(dǎo)機械手抓取物體的系統(tǒng)中，若立體視覺裝置的視野覆蓋機械手的工作空間，則認為二者具有共同視野；若立體視覺裝置的視野在機械手工作空間之外，則認為二者的視野關(guān)系屬于非共同視野。而手眼標定法的目的為獲得立體視覺裝置坐標系與機械手坐標系之間的坐標變換關(guān)系，由立體視覺裝置根據(jù)手眼標定法的坐標變換結(jié)果，引導(dǎo)機械手抓取物體。

而現(xiàn)有技術(shù)中，在非共同視野下，通常是引入面陣相機，并選取傳送帶平面為基準面，建立面陣相機獲取的2D圖像與3D空間的坐標變換關(guān)系，以2D圖像的一個點表示3D空間中對應(yīng)直線上的投影，利用手眼標定法，得到相機圖像(2D圖像)平面與傳送帶平面的坐標變換關(guān)系，再由立體視覺裝置引導(dǎo)機械手抓取物體。這種非共同視野下的標定過程較為復(fù)雜，且當傳送帶上的物體較高時，對物體頂部進行抓取會產(chǎn)生較大誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的在于：通過在傳送帶上設(shè)定標定點，記錄傳送帶編碼器的碼值，簡化手眼標定方法中的坐標變換，提高對于較高物體的物體頂部抓取的準確性。

本申請第一方面的技術(shù)方案是：提供了一種非共同視野下的標定方法，適用于視覺系統(tǒng)對動作機構(gòu)的標定，視覺系統(tǒng)和動作機構(gòu)設(shè)置于操作平臺的上方，操作平臺包括移動裝置和距離檢測機構(gòu)，該方法包括：步驟1，在操作平臺上設(shè)置至少三組標定點，視覺系統(tǒng)獲取第一組標定點的視覺坐標，動作機構(gòu)按組依次確定剩余標定點的機械坐標，且距離檢測機構(gòu)按組依次記錄移動裝置、運動至標定點的移動距離；步驟2，根據(jù)視覺坐標、機械坐標和移動距離，計算視覺坐標對應(yīng)的機械轉(zhuǎn)換坐標；步驟3，根據(jù)視覺坐標和機械轉(zhuǎn)換坐標，計算坐標變換矩陣，利用視覺系統(tǒng)獲取待抓取物體的位置坐標，根據(jù)位置坐標和坐標變換矩陣，對運動機構(gòu)進行標定，生成運動機構(gòu)的移動坐標。

上述任一項技術(shù)方案中，進一步地，步驟2具體包括：步驟21，根據(jù)機械坐標和機械坐標之間的第一距離差值，計算動作機構(gòu)分辨率；步驟22，根據(jù)動作機構(gòu)分辨率、視覺坐標、第二組標定點的機械坐標、以及視覺坐標和第二組標定點的機械坐標之間的第二距離差值，計算機械轉(zhuǎn)換坐標，其中，第一距離差值和第二距離差值由移動距離確定。

上述任一項技術(shù)方案中，進一步地，距離檢測機構(gòu)包括編碼器，步驟1具體包括：步驟11，建立視覺坐標系和運動坐標系，在移動裝置平面上方選取至少四行標定線，每一行標定線上依次設(shè)有數(shù)量相等的至少三個靶點，相鄰標定線上的靶點組成標定點，其中，第一靶點位于視覺坐標系內(nèi)，其余靶點位于運動坐標系內(nèi)；步驟12，依次將靶標放在一條標定線上的第一靶點，利用視覺系統(tǒng)獲取靶標在視覺坐標系中的視覺坐標，并記錄編碼器的第一編碼讀數(shù)；步驟13，利用移動裝置將將靶標依次移動至該條標定線上的其余靶點，分別記錄編碼器的其余編碼讀數(shù)，并用動作機構(gòu)觸碰靶點的中心位置，確定中心位置在運動坐標系內(nèi)的中心坐標，記作機械坐標；步驟14，在最后一條標定線的第一靶點上方放置等高體，將靶標放在等高體的上方，重復(fù)步驟12，確定該標定線上的視覺坐標、機械坐標和對應(yīng)的編碼讀數(shù)，其中，等高體的高度等于動作機構(gòu)的最大觸碰高度。

上述任一項技術(shù)方案中，進一步地，至少四行標定線上的第一靶點不共面。