[發明專利]基于雙目結構光的視覺糾偏機械臂及糾偏方法

在審

• 申請號: 202010631576.3
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111906767A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 王琪
• 申請（專利權）人: 深圳了然視覺科技有限公司
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J15/08;B25J18/00
• 代理公司: 廣東德而賽律師事務所 44322
• 代理人: 葉秀進

基于雙目結構光的視覺糾偏機械臂及糾偏方法，通過工業PC控制機械臂控制器，驅動機械臂帶動抓手實現定位，同時通過雙目結構結構光設備對移動到特定位置的待檢測件進行檢測，通過檢測的結果與原始保存位置進行比較，再進行糾偏處理，達到抓手的精確控制，可以實現對特定位置的監測和糾偏操作，適用于操作位置精度不高、隨機性較大、效率要求高的場合使用。

技術領域

本發明涉及機械自動化領域，具體涉及一種基于雙目結構光的視覺糾偏機械臂及糾偏方法。

背景技術

雙目結構光為主動視覺領域，一直以來被應用到三維重建、逆向工程等領域。雙目結構光為一套雙視覺系統與一套結構光系統，通過標定而進行整合的多功能系統。由于雙目立體視覺在對象二維圖像匹配方面擁有自身的優點，然后在對象的三維重構中嚴重依賴于外接光線，同時擁有像素計算匹配難度大、計算量大等缺陷。

作為主動視覺的結構光，通過自主發射光線建立對象的三維信息剛好彌補了雙目視覺對于光線依賴的這個缺陷，同時，結構光在三維重建過程中具有速度快、精度高等優點，大大的滿足了人們對于物體各個表面信息提取的需求。

在工業生產中，應用雙目視覺首先采集到對象的二維信息，并且對其進行匹配，接著應用結構光對對象特征位置進行三維重建，得出特征的具體三維信息。，大的提高了生產加工的精度。

現有技術中也有雙目結構光的技術，例如中國專利文獻CN 208795188U記載了一種結構光雙目視覺檢測系統，適用于不同尺寸和精度要求的三維檢測，一體化程度高，可實時顯示當前檢測物的三維輪廓，時效性強，應用前景廣，但對于運動中的物體無法進行跟蹤就定位糾偏。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于雙目結構光的視覺糾偏機械臂及糾偏方法，該系統能夠判斷出待檢測件相對于標準件在特征區域上抓取點的空間三維坐標的偏移量，并且可以將這些偏移量傳送給相應的機械抓取機構，便于抓取機構完成準確抓取，實現系統的整個糾偏過程。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

基于雙目結構光的視覺糾偏機械臂，包括工業PC，工業PC與機械臂控制器通過總線連接，機械臂控制器控制機械臂進行定位，機械臂上固定連接有抓手，抓手由抓手控制器連接控制，抓手控制器與工業PC連接，工業PC還連接有雙目結構光設備，工業PC與雙目結構光設備通過Ethernet進行連接，由于結構光連接的為三根千兆網線，在連接過程中需要交換機，工業PC與抓手控制器通過USB進行連接，

上述的抓手通過固定件與機械臂末端實現剛性連接，通過控制機械臂可以實現對抓手的控制。

上述的雙目結構光設備獨立于機械臂外，由相應的機械支撐進行支撐，并與機械臂底座一直保持相對靜止狀態，雙目結構光設備固定完成后與機械臂底座保持固定的相對位置，在進行初始位置標定時不會因為機械臂的移動而是初始位置改變。

上述的工業PC與機械臂控制器之間的總線為Profinet總線，工業級通用總線可以擁有更快的響應速度以及可選的備件支持。

上述的抓手為定位的膠槍或者焊槍，糾偏后的抓手可以實現高精度的打膠或者焊接操作。

使用上述機械臂的糾偏方法，其特征在于，具體步驟為：

步驟一：控制機械臂帶動抓手運動定位到一個初始位置P點；

步驟二：雙目結構光設備采集冤死標準件特征區域的圖像與相應的三維云點信息，計算出特征區域中待抓取點的空間位置坐標記為(X0，Y0，Z0)；

步驟三：工業PC將待抓取點的坐標(X0，Y0，Z0)換算成抓手的抓取位置，控制機械臂帶動抓手對工件實施抓取動作后，又回復到初始位置P0點；