[发明专利]基于视觉的操纵系统的校准以及操作

说明书

一种基于视觉的操纵系统，该基于视觉的操纵系统可以被配置用于以下步骤并且可以利用包括以下步骤的方法来操作：在系统的多个工作站处进行手眼校准；进行用于系统的跨站校准；以及确定手眼校准与跨站校准之间的关系。在一些实施例中，该系统可被用来基于跨站校准在工作站之间移动工作对象。

技术领域

本申请大体上涉及基于视觉的操纵系统，并且更具体地，涉及至少部分基于相关联的机器视觉系统的用于对象的受控操纵的基于视觉的操纵系统的校准和操作。

背景技术

本发明涉及用于对于对象的受控操纵的系统的校准和操作，诸如可至少部分基于相关联的机器视觉系统来控制的用于制造的机器人系统。

为了支持制造（或其他）任务（诸如在组装操作期间对组装件的定位）的执行，相对精确地限定一个或多个坐标系以用于可控机器人（或者其他可控运动系统）以及它们之间的关系（例如，从一个坐标系到另一个坐标系的数学变换）可以是有用的。在许多设定中，机器视觉系统可以协助该努力。例如，可以将一个或多个相机（例如，固定的相机或移动的相机）与一个特定的机器人（或多个特定的机器人）、一个特定的制造工作站（或多个特定的制造工作站）等相关联。使用机器视觉算法，可以使用相机来帮助引导机器人的操作，包括组装和其他制造操作。共同地，一个或多个相机的布置和一个或多个相关联的机器人（或其他可控运动系统）将在本文中被称作基于视觉的操纵（“VBM”）系统。

当计算位置和/或移动以用于特定操作时，VBM系统的不同的部件可以一般依赖于（或参考）数个不同的坐标系中的一个或多个坐标系，该数个不同的坐标系常常涉及通用统一参考坐标系，其有时被称作“运动”坐标系。例如，用于VBM系统的机器人可以基于内部（虚拟）坐标系来执行移动，而VBM系统的相机可以在二维（“2D”）像素坐标系上捕捉图像。在一些实现方式中，可以使用特定机器人的内部坐标系作为运动坐标系，像素坐标系可以通过一个或多个数学变换与该运动坐标系相关。

如果机器人（或其他运动系统）被完美地制造和维护，则相对于相对运动坐标系的经命令的移动可以得到真实的物理空间中的由机器人的操纵器（或其他部件）进行的完美地被重复的实际移动。但是，真实世界机器人可能呈现内部不准确性或其他错误，这可能导致运动坐标系内的经命令的（和所期望的）移动与该机器人在真实空间中的实际移动之间的误差。相应地，这可能导致机器人的部分在真实空间中的位置不同于它们在运动坐标系的虚拟空间中的位置。这进而可能导致在制造（或其他）操作期间的不准确性或其他误差。

发明内容

本发明的一些实施例包括校准VBM系统的方法，所述VBM系统包括：第一工作站；第二工作站，所述第二工作站至少部分地与所述第一工作站分开；相机系统，所述相机系统配置为捕捉所述第一工作站和所述第二工作站中的一个或多个工作对象的图像；和可控运动系统。所述方法可以包括：在所述第一工作站处和在所述第二工作站处利用所述可控运动系统和所述相机系统进行手眼校准。可以针对所述可控运动系统以及所述第一工作站和所述第二工作站进行跨站（cross-station）校准。可以确定所述第一工作站的所述跨站校准与所述手眼校准之间的关系，同样地可以确定所述第二工作站的所述跨站校准与所述手眼校准之间的关系。