[发明专利]一种适用于视觉伺服插拔作业的标定方法

说明书

一种适用于视觉伺服插拔作业的标定方法，属于图像识别领域。基于视觉伺服的伺服对准控制精度低，插拔阶段时开环控制的插拔作业的效果差的问题。一种适用于视觉伺服插拔作业的标定方法，利用相机采集包含插针、插口和插头夹持装置的图像；利用深度学习算法获得插口中每个插针的中心点以及插头夹持装置上每个标定板的中心点；之后计算插口中点坐标、插口偏角、插头夹持装置中点以及插头夹持装置偏角；将点坐标转移到机器人机械臂末端关节坐标系中；获得插口中点在机器人末端坐标系的坐标；在末端坐标系中计算视觉伺服图像特征误差；将视觉伺服特征发送给机器人视觉伺服算法，控制机器人运动。本发明使视觉伺服插拔作业当中作业精度得到提高。

技术领域

本发明涉及一种适用于视觉伺服插拔作业的标定方法。

背景技术

目前，各种类型的机器人、机械臂在工业自动化当中运用渐趋广泛，而利用机器人进行装配作业更是运用广泛。然而，让机器人精确对准装配作业时的插槽是该作业当中的一大难点。而其中一种较为困难的装配作业就是插头插口组装作业。大部分视觉伺服技术都是使目标对准图像中某一个固定位置，由人为根据具体经验或者机械结构测量决定。为了保护插口以及插头的耐久度，我们常常使用视觉伺服方法来使插头精确对准插槽。然而由于视觉伺服在伺服对准后的插拔过程当中是开环控制，如果无法精确对准，往往插拔作业的效果较差，无法完成任务。

发明内容

本发明的目的是为了解决基于视觉伺服的伺服对准控制精度低，插拔阶段时开环控制的插拔作业的效果差的问题，而提出一种适用于视觉伺服插拔作业的标定方法。

一种适用于视觉伺服插拔作业的标定方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、标定准备工作：

为机器人机械臂末端关节设置插头夹持装置，插头夹持装置的两个对称的夹子上分别设置一标定板，机器人机械臂上还安装有相机，相机对准目标，且相机视野范围内包含插口与插头夹持装置；其中，目标是指插入了插针的插口；

步骤二、利用相机采集包含插针、插口和插头夹持装置的图像；其中，采集图像过程中利用激光光源提供光照，且将激光光源对准插头夹持装置及插口；且是采用pyTorch搭建的神经网络进行插口位置以及插头夹持装置的位置的识别的；

步骤三、利用深度学习算法进行特征识别，分别获得插口中每个插针的中心点(x_p1,y_p1)和(x_p2,y_p2)，以及插头夹持装置上每个标定板的中心点(x_b1,y_b1)和(x_b2,y_b2)；

步骤四、由插针的中心点计算插口中点(x_dm,y_dm)坐标以及插口偏角θ_d，计算公式如下：

同理，计算插头夹持装置中点以及插头夹持装置偏角θ_b；

步骤五、将步骤四获得的插口中的点坐标由图像坐标系转移到机器人机械臂末端关节坐标系当中；

首先，将点转移到像平面坐标系；

然后，将点转移到相机末端关节坐标系当中用于视觉伺服过程，其中，

将插口中点坐标(x_dm,y_dm)进行转换的公式为：

获得插口中点在机器人末端坐标系的坐标插口偏角θ_d不做转换；