[发明专利]一种标靶装置、基于双目视觉测量的位姿检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种标靶装置、基于双目视觉测量的位姿检测系统及方法，包括：靶体和多个靶球；所述靶体为两个端面、一个或多个侧面的立体结构；所述靶体的端面、侧面分别设有靶球安装孔，通过所述靶球安装孔安装各所述靶球；所述靶体侧面的所有所述靶球由近至远顺时针依次靠近所述靶体的其中一个端面，并且所述靶体侧面除距离端面最近和最远的靶球间距外，相邻所述靶球之间的间距相等。本发明利用标靶装置提高视觉测量的效率、降低设备成本以及便于搬运，在实际生产加工阶段适用于高效的生产模式。

技术领域

本发明涉及视觉测量领域，尤其涉及一种标靶装置、基于双目视觉测量的位姿检测系统及方法。

背景技术

随着高端制造业的发展，对机器人的加工精度要求越来越高。例如，在使用机器人加工相应的产品时，需要在机器人的末端夹设焊枪、刀具等加工工具，工具中心点的位姿标定精度直接影响着机器人的加工精度。其中,位姿是指机器人末端工具在指定坐标系中的位置和姿态。

通常机器人更换新的工具或者经过长时间的作业后，工具的中心点会出现一定的偏差，导致机器人的加工精度降低，所以需要测定机器人末端工具的中心点，以便进行偏差补偿。目前，对于机器人末端位姿的测量，常用的方法包括人工观察法、激光跟踪法以及视觉传感器测量法，比如，人工观察法中，以多姿态靠近固定监测点，实现末端位姿的测定，但是依赖手工移动及肉眼观察，其精度及稳定性均较低。激光跟踪法中，需要使用激光跟踪仪，激光跟踪仪具有精度高，测量范围大，测量方式简单等优点，但是市面上的激光跟踪仪具有设备昂贵、搬运困难、维修成本过高等缺陷，不适合进行生产加工阶段的高效生产模式。视觉传感器测量法中，受限于机器人结构，在实际测量过程中，确定传感器位姿的准确性低，测量难度大，并且在相同环境下，需要分别测量传感器和机器人的坐标，利用矩阵变换进行坐标标定，标定过程复杂，效率较低，并且实际测量过程中需要2个以上的传感器，而传感器在时间上难以保持同步，因此实用性差以及准确性低。

发明内容

本申请实施例通过提供一种标靶装置、基于双目视觉测量的位姿检测系统及方法，解决了现有技术中机器人位姿检测的各种缺陷，通过双目视觉测量技术实现提高效率，降低成本、便于搬运等有益效果。

第一方面，本申请实施例提供了一种标靶装置，包括：靶体和多个靶球；

所述靶体为两个端面、一个或多个侧面的立体结构；

所述靶体的端面、侧面分别设有靶球安装孔，通过所述靶球安装孔安装各所述靶球；

所述靶体侧面的所有所述靶球由近至远顺时针依次靠近所述靶体的其中一个端面，并且所述靶体侧面除距离端面最近和最远的靶球间距外，相邻所述靶球之间的间距相等。

进一步地，所述靶体的另一个端面设有多个法兰安装孔，用于连接机械臂或机器人末端。

进一步地，所述法兰安装孔均匀分布在同一同心圆与端面中线的交点处，围绕同端面的所述靶球安装孔。

进一步地，所述靶球包括杆体和球体，所述杆体和球体一体连接。

进一步地，所述靶球采用哑光靶球。

进一步地，所述靶球的圆度为0.5um。

进一步地，所述靶体为长方体结构，所述靶球安装孔分别设于所述靶球端面的中心位置以及靶球侧面垂直于端面的中心线上。

第二方面，本申请实施例提供了一种基于双目视觉测量的位姿检测系统，包括终端设备、双目相机、以及如第一方面所述的标靶装置；

所述标靶装置包括靶球和靶体；所述靶球分别设有不同编号，根据编号将所述靶球分别安装于所述靶体端面、侧面的对应位置；

所述靶体可拆卸式安装于机械臂或机器人末端；