[發明專利]基于雙目視覺的機器人視覺標定方法、控制系統及裝置

在審

• 申請號: 202110600899.0
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113334380A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 陳佳泉;王振滔
• 申請（專利權）人: 衢州學院
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 鄭磊

1.一種基于雙目視覺的機器人視覺標定方法，其特征在于，基于雙目視覺的機器人視覺標定方法包括以下步驟：

S1，在機器人工具末端使用夾具夾起標定球；

S2，在相機攝像頭中心預先設置一個中心點，利用相機拍攝標定球的圖像，對拍攝的圖像進行預處理，得到標定球的環境信息；

S3，通過雙目視覺技術獲取標定球的位置信息，識別計算出標定球的球心，根據球心計算出其位置坐標值；

S4，將標定球球心坐標值與設置點進行比對，將差值反饋至控制器；

S5，控制器發出控制指令，通過串口通信方式使相機和機器人通信進行交互，移動機器人的工具末端標定球的位置，直至標定球球心與設置點重合，使用示教器記錄坐標點，完成標定。

2.根據權利要求1所述的基于雙目視覺的機器人視覺標定系統方法，其特征在于，所述步驟S2中，利用兩個垂直安裝在機器人機械臂運動空間中的相機拍攝標定球的圖像，采集圖像后對拍攝的圖像進行預處理，得到標定球的環境信息。

3.根據權利要求2所述的基于雙目視覺的機器人視覺標定方法，其特征在于，所述步驟S2中，對拍攝的圖像進行灰度化處理和進行二值化處理。

4.根據權利要求1所述的基于雙目視覺的機器人視覺標定方法，其特征在于，所述步驟S3還包括以下子步驟：

S31，經過圖像預處理后經過圖像預處理后對機器人工具末端標定球進行識別定位，獲取標定球的位置信息；

S32，使用霍夫變換對圖像中的圓進行邊緣檢測；

S33，進行坐標變換，將圓形在平面坐標系中的方程變換成參數方程，即由xy坐標系轉換到ab坐標系，圓的方程表示為公式(1)；

(x-a)²+(y-b)²＝r² (1)

其中，三個自由度分別是圓心的坐標(a，b)和半徑r，把r當成一個預先設定；

S34，x、y坐標系中一個圓的邊所對應的有N個點，在a、b坐標中就會對應N個圓，明顯表現為x、y坐標中圓的邊上的N個點在a、b坐標系中所對應的圓都會交于一點，這個交點的坐標就是圓心(a，b)；

S35，通過找取多個臨界圓，找到他們共同的圓心，即為計算機器人工具末端標定球球心，根據球心計算出其位置坐標值。

5.一種基于雙目視覺的機器人視覺標定控制系統，其特征在于，包括通信系統和視覺系統；

所述通信系統包括串口通信，使用Robot Studio編寫RAPID程序，用于通過串口通信方式使上位機和下位機通信進行交互，改變機器人的工具末端標定球的位置，并控制機器人的工具末端使用夾具夾起標定球、獲取當前位置、發送位置數據；

所述視覺系統包括兩個垂直安裝在機器人機械臂運動空間中的相機，在相機攝像頭中心預先設置一個中心點，利用相機拍攝標定球的圖像，對拍攝的圖像進行預處理，通過雙目視覺技術獲取標定球的位置信息，計算標定球球心與設置點的位置關系，控制機器人使標定球球心移動至設置點與之重合，使用示教器記錄坐標點，完成標定。

6.根據權利要求5所述的基于雙目視覺的機器人視覺標定系統，其特征在于，所述所述視覺系統還包括圖像處理模塊，所述圖像處理模塊包括圖像灰度化處理模塊和圖像二值化處理模塊。

7.根據權利要求5所述的基于雙目視覺的機器人視覺標定系統，其特征在于，所述視覺系統基于霍夫變換來識別標定球并計算出其球心坐標。