[發明專利]用于機械臂的雙目立體視覺系統及其測量方法

有效

• 申請號: 202010844824.2
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN112060083B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 張俊雄;周航;張順路;李偉;張春龍
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J19/02;B25J19/04
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 韓世虹

本發明實施例提供一種用于機械臂的雙目立體視覺系統及其測量方法。該系統包括：第一圖像采集裝置和第二圖像采集裝置分別安裝于機械臂的手臂的兩個不同的關節上，第三圖像采集裝置安裝于機械臂的手腕的其中一個關節上；且三個圖像采集裝置其中任意兩個組合構成用于機械臂的雙目立體視覺系統。該測量方法包括：通過三個圖像采集裝置兩兩組合構成雙目立體視覺系統，基于目標物的尺寸和位置選取其中兩個合適的圖像采集裝置對其進行空間定位檢測，使得雙目立體視覺系統具有更廣闊的檢測視野，空間定位更加靈活，增加了圖像采集的精度和準確性，獲取圖像信息更加豐富。

技術領域

本發明涉及機器人智能控制技術領域，尤其涉及一種用于機械臂的雙目立體視覺系統及其測量方法。

背景技術

在現代化工業生產中，機械臂已經越來越多地應用到打磨、焊接、碼垛、裝配等領域中，以其準確性、穩定性和高負載性的優點將工人從繁重的體力勞動中解脫出來。隨著計算機控制和影像處理技術的發展，工業機械臂與視覺系統有機地結合在一起，在非結構化環境中識別目標物體并進行作業。尤其是雙目立體視覺系統，可以對目標物體進行空間定位，獲得物體的準確位姿，結合機械臂軌跡控制技術，引導機械臂以相應位姿完成作業。

目前用于機械臂的雙目立體視覺系統基本上可以分為基座固定式和機械臂末端手眼式兩種。基座固定式視覺系統一般將攝像頭放置于機械臂基座上，與機械臂基座坐標系相對靜止，坐標變換簡單，但機械臂只能在固定的視野空間行動，而且機械臂自身容易對雙目視覺造成遮擋和運動干涉。機械臂末端手眼式視覺系統是將雙目立體視覺系統與末端執行器集成在機械臂末端，可跟隨機械臂運動到任意視角，但通常受機械臂末端位置限制，只具有局部視野。兩種雙目立體視覺系統的設置方式均會導致圖像采集不準確和精度較低的缺陷。

發明內容

本發明實施例提供一種用于機械臂的雙目立體視覺系統及其測量方法，用以解決現有技術中圖像采集不準確和精度較低的缺陷，提高了圖像采集的精度和靈活性，實現全局視野監測，感知更加全面，獲取圖像信息更加豐富。

根據本發明第一方面實施例的一種用于機械臂的雙目立體視覺系統，包括：第一圖像采集裝置、第二圖像采集裝置和第三圖像采集裝置，所述第一圖像采集裝置和所述第二圖像采集裝置分別安裝于機械臂的手臂的兩個不同的關節上，所述第三圖像采集裝置安裝于所述機械臂的手腕的其中一個關節上；

且所述第一圖像采集裝置、所述第二圖像采集裝置和所述第三圖像采集裝置其中任意兩個組合構成用于機械臂的雙目立體視覺系統。

其中，所述第一圖像采集裝置和所述第二圖像采集裝置分別鉸接于機械臂的手臂的兩個不同的關節上，所述第三圖像采集裝置鉸接于所述機械臂的手腕的其中一個關節上。

其中，所述機械臂為串聯六軸機械臂，所述串聯六軸機械臂包括依次連接的底座、大臂、小臂和手腕，所述第一圖像采集裝置設置于所述底座和大臂之間的關節處，所述第二圖像采集裝置設置于所述大臂和所述小臂之間的關節處，所述第三圖像采集裝置設置于所述手腕的關節處。

其中，還包括第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源分別安裝于所述機械臂的大臂和小臂上。

其中，所述第一光源和所述第二光源均為漫射面光源。

其中，所述第一圖像采集裝置、所述第二圖像采集裝置和所述第三圖像采集裝置均為同一規格的攝像頭。

其中，還包括第一支架、第二支架和第三支架，所述第一圖像采集裝置和所述第二圖像采集裝置分別通過所述第一支架和所述第二支架安裝于機械臂的手臂的兩個不同的關節上，所述第三圖像采集裝置通過所述第三支架安裝于所述機械臂的手腕的其中一個關節上。

根據本發明第二方面實施例的一種根據本發明第一方面實施例的用于機械臂的雙目立體視覺系統的測量方法，包括：

S1、在機械臂上安裝第一圖像采集裝置、第二圖像采集裝置和第三圖像采集裝置并進行初始化設置；