[发明专利]一种面向自动装配的基于结构特征的零件坐标标定方法

权利要求书

1.一种面向自动装配的基于结构特征的零件坐标标定方法，自动装配装置包括一个具有末端执行器的零件抓取机器人；

其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、定义零件识别的双目系统坐标系O_c1，零件抓取机器人的基坐标系O_b与末端执行器坐标系O_e，舱体装配平台坐标系O_p，舱体坐标系O_o，测量抓取机器人位姿与安装平台定位的双目系统坐标系O_c2；

步骤二、零件识别的双目系统(1)对零件(5)进行特征识别，建立零件(5)在零件识别的双目系统(1)下的起始坐标系O_w1，获取零件起始位置特征向量M_w1；

步骤三、标定获得零件识别的双目系统坐标系到机器人末端执行器坐标系的转换关系标定获得测量抓取机器人位姿与安装平台定位的双目系统到机器人末端执行器坐标系的转换关系

步骤四、在零件抓取机器人控制器中读取机器人末端执行器坐标系到机器人基坐标系的转换关系计算获得零件起始坐标系到机器人基坐标系的转换关系为零件起始坐标系在机器人基坐标系下的坐标系为在机器人基坐标系下的特征向量为

步骤五、标定获得舱体坐标系到装配平台的坐标系的转换关系

步骤六、测量抓取机器人位姿与安装平台定位的双目系统(7)通过测量舱体装配平台(4)的标志点，获得标志点在双目系统坐标系O_c2下的坐标，从而计算出舱体装配平台坐标系O_p到测量抓取机器人位姿与安装平台定位的双目系统坐标系O_c2的转换矩阵

步骤七、获得舱体坐标系到在机器人基坐标系下的坐标系的转换关系为

步骤八、获取零件(5)安装在舱体坐标系Oo下的目标位置坐标点坐标O_W2(x_w2，y_w2，z_w2)与目标位置特征向量M_w2；计算目标位置坐标在机器人基坐标系下的坐标为则目标位置特征向量M_w2在机器人基坐标系下的特征向量为

步骤九、在零件抓取机器人控制器内输入零件起始位置点坐标特征向量和目标位置点坐标特征向量控制末端执行器通过零件识别的双目系统(1)从存放零件的物料托盘中定位并抓取零件(5)，通过测量抓取机器人位姿与安装平台定位的双目系统(7)的定位舱体(6)中零件安装的指定位置并将零件放置到指定位置。

2.根据权利要求1所述一种面向自动装配的基于结构特征的零件坐标标定方法，其特征在于，零件识别的双目系统坐标系O_c1和测量抓取机器人位姿与安装平台定位的双目系统坐标系是以双目系统的光心作为坐标原点，其Z轴与双目视觉系统的光轴平行。

3.根据权利要求2所述一种面向自动装配的基于结构特征的零件坐标标定方法，其特征在于，零件识别的双目系统与测量抓取机器人位姿与安装平台定位的双目系统是通过手眼标定方法与机器人末端执行器进行坐标系标定。

4.根据权利要求2所述一种面向自动装配的基于结构特征的零件坐标标定方法，其特征在于，零件识别的双目系统标定方法为：

4.1固定平面标定板，控制零件抓取机器人运动到一定位姿，双目视觉系统采集标定板图像；

4.2双目视觉系统获得当前位置图像，按照角点检测算法检测标定板中的角点，在标定板平面上建立一个世界坐标系W，利用双目视觉系统求解出当前位置下，标定板世界坐标到双目视觉系统坐标系O_c1的转换

4.3从机器人控制器读取当前机器人末端位姿即当前机器人基坐标系O_b到末端坐标系O_e的变换关系；

4.4控制机器人移动n个位置，从第i个位置运动到i+1个位置处，机器人末端位姿的变换关系为对应的双目视觉系统的变换为从双目视觉系统坐标系到机器人末端坐标系的转换关系为需要标定的手眼转换关系，即满足