[发明专利]一种基于3D视觉的机械臂精确放置轨迹规划方法

说明书

本发明提供了一种基于3D视觉的机械臂精确放置轨迹规划方法，包括步骤：S1.对两个视觉系统进行标定；S2.计算位于目标放置点正上方预设高度处的一个待规划点的理论位姿；S3.机械臂带动物体移向待规划点处；S4.联合两个视觉系统获取物体位姿；S5.对比获取的物体位姿和步骤S2中得到的理论位姿，判断两者是否相等，若不相等执行步骤S6，若相等执行步骤S7；S6.规划运动轨迹并利用两个视觉系统获取的物体位姿，对机械臂进行闭环控制从而使物体沿规划的轨迹移至待规划点，并执行步骤S5；S7.机械臂带动物体朝下移至目标放置点；该方法可提高机械臂将物体放置到目标点处的精确度。

技术领域

本发明涉及工业机械臂技术领域，尤其涉及一种基于3D视觉的机械臂精确放置轨迹规划方法。

背景技术

随着工业的发展，机械臂的应用越来越普遍，机械臂的抓取和放置运动的应用场景也越来越广泛。

目前机械臂对物体的抓取和放置方法有以预设路线在两点之间进行抓取与放置、通过深度学习来实现快速抓取与放置等；

对于以预设路线在两点之间进行抓取与放置的方法，由于长期往复运动，机械臂运动误差和夹爪本身误差会积累，导致放置位置不准确；

对于通过深度学习来实现快速抓取与放置，需要进行大量的学习训练，工作量非常大，而且达到的效果常常不够理想，机械臂的放置精度依然不够高。

因此，在加工精度要求高的场景下，机械臂的精准放置往往不能满足加工需求，无法把物体准确放置到目标点处。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于3D视觉的机械臂精确放置轨迹规划方法，旨在解决了目前机械臂无法准确将物体放置到目标点处的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种基于3D视觉的机械臂精确放置轨迹规划方法，包括步骤：

S1.对两个视觉系统进行标定，其中一个视觉系统包括4个布置在机械臂操作平台上方的RGBD相机，另一个视觉系统包括4个布置在机械臂操作平台下方的2D相机；

S2.计算位于目标放置点正上方预设高度处的一个待规划点的理论位姿；

S3.机械臂带动物体移向待规划点处；

S4.联合两个视觉系统获取物体位姿；

S5.对比获取的物体位姿和步骤S2中得到的理论位姿，判断两者是否相等，若不相等执行步骤S6，若相等执行步骤S7；

S6.规划运动轨迹并利用两个视觉系统获取的物体位姿，对机械臂进行闭环控制从而使物体沿规划的轨迹移至待规划点，并执行步骤S5；

S7. 机械臂带动物体朝下移至目标放置点。

所述的基于3D视觉的机械臂精确放置轨迹规划方法中，步骤S1中，对两个视觉系统进行标定包括：

各相机的自标定，以获得相机的内、外参数；

各相机的手眼标定，以获得两个视觉系统与机械臂基坐标系的转换矩阵；

两个视觉系统的联合标定，以获得两个视觉系统之间的转换矩阵。

所述的基于3D视觉的机械臂精确放置轨迹规划方法中，获得每个视觉系统与机械臂基坐标系的转换矩阵的方法包括步骤：

1）对每个相机进行手眼标定，得到每个相机与机械臂基坐标系之间的变换矩阵；

2）根据得出来的变换矩阵，换算出各个相机之间的位置关系；

3）将换算出来的位置关系，输入到视觉系统中，将四个相机所看到工作场景融合为一个整体的工作空间；