[發明專利]一種用于實訓的機器人全局定位與測量系統和方法

有效

• 申請號: 201910727293.6
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110421565B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 崔曉輝;閔文強;胡少林
• 申請（專利權）人: 江蘇匯博機器人技術股份有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J19/02;G01B11/00;G01B11/08
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 楊強

本發明提供了一種用于實訓的機器人全局定位與測量系統，其可有效實現對目標的實時定位與測量，且可克服傳動手動測量的繁瑣，提高效率，節約時間，靈活性好；其包括工作臺及裝于所述工作臺上的機器人，所述機器人采用六軸機器人，所述工作臺上還設有視覺裝置、工控機，與PC機連接的所述工控機內嵌于所述工作臺上，所述機器人、視覺裝置均分別通過網線與所述工控機相連接，所述視覺裝置包括裝于所述工作臺上的相機架，所述相機架頂端裝有相機，所述相機上裝有鏡頭，所述鏡頭下方裝有光源。

技術領域

本發明涉及機器人定位與測量技術領域，具體為一種用于實訓的機器人全局定位與測量系統和方法。

背景技術

機器人定位與測量系統需要大量的理論知識和實踐基礎，要實現機器人定位與測量系統，不僅需要掌握圖像處理知識，還要掌握相機標定、手眼標定、機器人控制等，步驟比較繁雜，難以下手，且這些僅僅從理論知識中是無法完全掌握的。目前在機器人學科教學中，尤其是與視覺結合的實踐環節較少，而且實踐教學效果較差，主要是因為缺乏合適的教學平臺與系統，這就會直接導致學生難以快速掌握機器人全局定位與測量技術。

傳統工業機器人往往采取離線編程的模式進行作業，其需人工事先對機器人設定好運動軌跡與指令動作，然后機器人嚴格按照設定去執行，但是當工作環境發生變化或目標位置移動后，機器人就無法做出相應的改變，那么就會導致任務失敗；且傳統工業機器人缺乏對環境的感知能力，不能對目標位置進行實時定位，更無法實現對目標相關尺寸參數的測量，則采用傳統方法通過人工方式對目標測量極大的限制了工業生產效率，靈活性差。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種用于實訓的機器人全局定位與測量系統，其可有效實現對目標的實時定位與測量，且可克服傳動手動測量的繁瑣，提高效率，節約時間，靈活性好。

其技術方案是這樣的：一種用于實訓的機器人全局定位與測量系統，其包括工作臺及裝于所述工作臺上的機器人，其特征在于：所述機器人采用六軸機器人，所述工作臺上還設有視覺裝置、工控機，與PC機連接的所述工控機內嵌于所述工作臺上，所述機器人、視覺裝置均分別通過網線與所述工控機相連接，所述視覺裝置包括裝于所述工作臺上的相機架，所述相機架頂端裝有相機，所述相機上裝有鏡頭，所述鏡頭下方裝有光源。

一種用于實訓的機器人全局定位與測量方法，其特征在于：其包括以下步驟：

S1、通過相機采集多張不同位姿下的圖片作為標定板圖片，然后通過張正友相機標定方法完成相機標定，從而獲取所述相機內參以及畸變參數；

S2、通過機器人將所述相機移動到多個不同位置，并計算出所述相機與所述機器人末端坐標系之間的位姿關系；

S3、所述相機采集一張包含目標的圖像，并通過PC機對所述目標進行目標提取，獲取所述目標的局部圖像，并將局部圖像作為模板圖像；而在采集到的包含目標的圖像中進行模板匹配，提取目標圖像，然后對所述目標圖像進行圓擬合得到所述目標在圖像中的圓心坐標及圓直徑大小；

S4、由所述位姿關系將圓心坐標轉換到所述機器人末端坐標系下的坐標，然后通過所述PC機發送轉換后的坐標信息與控制指令至所述機器人工作，實現目標定位；同時將圓直徑大小轉化到所述機器人末端坐標系下的大小，得到所述目標的真實尺寸，實現尺寸測量。

其進一步特征在于：

所述步驟S2中，通過所述機器人將所述相機移動到兩個不同位置，通過計算公式

A1*B*C1^-1＝A2*B*C2^-1