[发明专利]基于双目结构光的视觉纠偏机械臂及纠偏方法

权利要求书

1.基于双目结构光的视觉纠偏机械臂，其特征是：包括工业PC(1)，工业PC(1)与机械臂控制器(3)通过总线连接，机械臂控制器(3)控制机械臂(4)进行定位，机械臂(4)上固定连接有抓手(5)，抓手(5)由抓手控制器(6)连接控制，抓手控制器(6)与工业PC(1)连接，工业PC(1)还连接有双目结构光设备(2)。

2.根据权利要求1所述的基于双目结构光的视觉纠偏机械臂，其特征在于，所述的抓手(5)通过固定件与机械臂(4)末端实现刚性连接；

所述的双目结构光设备(2)独立于机械臂(4)外，由相应的机械支撑进行支撑，并与机械臂(4)底座一直保持相对静止状态。

3.根据权利要求1所述的基于双目结构光的视觉纠偏机械臂，其特征是：所述的工业PC(1)与机械臂控制器(3)之间的总线为Profinet总线。

4.根据权利要求2所述的基于双目结构光的视觉纠偏机械臂，其特征是：所述的抓手(5)为定位的胶枪或者焊枪。

5.使用上述权利要求1-4所述机械臂的纠偏方法，其特征在于，具体步骤为：

步骤一：控制机械臂(4)带动抓手(5)运动定位到一个初始位置P0点；

步骤二：双目结构光设备(2)采集冤死标准件特征区域的图像与相应的三维云点信息，计算出特征区域中待抓取点的空间位置坐标记为(X0，Y0，Z0)；

步骤三：工业PC(1)将待抓取点的坐标(X0，Y0，Z0)换算成抓手(5)的抓取位置，控制机械臂(4)带动抓手(5)对工件实施抓取动作后，又回复到初始位置P0点；

步骤四：当待检测件运动至固定工位后，重复步骤二的相应操作，即获取待检测件的空间位置坐标(X1，Y1，Z1)，计算其与(X0，Y0，Z0)之间的偏差位移(△X，△Y，△Z)，如果偏差位移(△X，△Y，△Z)在偏差阈值范围内，则控制机械臂(4)带动抓手(5)重复步骤三，如果偏差位移(△X，△Y，△Z)不在偏差阈值范围内，则将待抓取点的坐标(X0，Y0，Z0)更改为(X0+△X，Y0+△Y，Z0+△Z)，重复步骤三；

步骤五：当有待检测件时，重复步骤四，当无待检测件时控制抓手(5)定位在初始位置P0点。

6.根据权利要求5中所述的纠偏方法，其特征是：所述的步骤四中，偏差位移(△X，△Y，△Z)中△X、△Y、△Z均为带有正负方向的矢量值。

7.根据权利要求5中所述的纠偏方法，其特征在于，所述的双目结构光设备(2)的检测步骤为：

步骤一：双目相机采集待检测件/原始标准件的二维图像；

步骤二：将二维图像进行灰度化处理，再进行二值化处理；

步骤三：二值化后的图像进行特征检测，检测到特征后找出相应的抓取点，即抓取点的二维坐标(X，Y)值；

步骤四：应用双目相机与结构光采集待检测件/原始标准件的光栅图像；

步骤五：对所得的光栅图像进行基本的图像处理；

步骤六：将左右目相机所得的光栅图像进行三维匹配；

步骤七：根据步骤三中得到的二维检测特征映射到相应的三维匹配点云区域；

步骤八：根据步骤三中抓取点的二维坐标(X，Y)，以及步骤七中得到的特征区域点云信息，找出抓取点所对应的Z方向值。