[发明专利]一种机器视觉的标定方法及机械臂定位抓取方法

说明书

本发明涉及一种机器视觉的标定方法，通过一系列的数据可直接计算出世界坐标和图像坐标的投影关系，并标定计算出CCD和机械手的相对位置关系，这样就可以通过目标物的图像坐标，直接计算出机械臂需要调节的相对位移参数，进而实现机器视觉的定位抓取，无需人工标定关键点的坐标值，因此，本发明的机器视觉的标定方法，相较传统的标定方法，其标定的效率较高。此外，本发明还设计一种机械臂定位抓取方法，该机械臂定位抓取方法能够利用机器视觉标定方法标定的结果对目标物实现自动定位并抓取。

技术领域

本发明涉及一种标定方法，尤其涉及一种机器视觉的标定方法，此外本发明还设计一种基于该机器视觉标定方法的机械臂定位抓取方法。

背景技术

机械臂是一种通过机器视觉识别系统对产品进行自动定位、抓取的装置，其中机器视觉识别系统在对产品进行定位前需要进行标定，以实现世界坐标系和图像坐标系之间的转换以及对关键点位坐标值的确认，从而实现对产品的精确识别及定位抓取，因此，其是机械臂能够实现对产品精确抓取的关键之一。目前，机器视觉的主流的标定方法是通过一系列的数据采集得到世界坐标和图像坐标的投影关系，并通过手动方式，人工确认关键点的坐标值，因此，其标定的效率较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种无需人工确认、标定效率高的机器视觉的标定方法。此外，本发明还设计一种利用该机器视觉标定方法标定的结果实现对目标物自动定位并抓取的机械臂定位抓取方法。

本发明的机器视觉的标定方法，包括以下步骤：

S1、机械臂抓取标定物并将其放置于标定区域内，记录机械臂将标定物置于标定区域时机械臂的世界坐标(RWX₁，RWY₁)；

S2、移动机械臂，直至标定物清晰地成像于机器视觉的视场范围内；

S3、当标定物清晰地成像于机器视觉的视场范围后，记录机械臂的世界坐标(RWX₂，RWY₂)；机器视觉拍摄标定物，识别并记录标定物位于视场范围内的图像坐标(OPX₁，OPY₁)；

S4、沿世界坐标的X方向移动机械臂D₁距离后拍摄标定物，识别并记录标定物此时的图像坐标(OPX₂，OPY₂)；

S5、移动机械臂直至其返回至位置(RWX₁，RWY₁)；

S6、沿世界坐标的Y方向移动机械臂D₂距离后拍摄标定物，识别并记录标定物此时的图像坐标(OPX₃，OPY₃)；

S7、根据以下公式计算世界坐标和图像坐标的比例尺：

P2mmX＝SQRT((OPX₁-OPX₂)²+(OPY₁-OPY₂)²)/D₁

P2mmY＝SQRT((OPX₁-OPX₃)²+(OPY₁-OPY₃)²)/D₂

其中，SQRT为开平方根符号；

根据以下公式计算世界坐标和图像坐标的角度差α：

α＝atctan((OPY₂-OPY₁)/(OPX₂-OPX₁))或