[发明专利]一种基于视觉伺服的机器人高精度装配方法

权利要求书

1.一种基于视觉伺服的机器人高精度装配方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，进行示教和设置工作，包括：

步骤S11，分别标定两个相机的图像像素与机器人之间的运动关系；

步骤S12，对工件、装配槽和视觉标记定位；

步骤S13，确定抓取后工件在图像上的参考位姿；

在所述步骤S13中，

移动机械臂到抓取区域固定位姿并抓取工件；

移动机械臂到第一相机上方；

所述第一相机拍照并计算工件在图像上的位姿M_b，同时记录此时机械臂末端位姿T_b；

步骤S14，确定放置时图像上标记相对于装配槽的位姿和机械臂末端的相对位姿；

在所述步骤S14中，

第二相机拍照并计算装配槽在图像上的位姿；

移动机械臂至装配槽上方附近，第二相机CA拍照并计算图像上视觉标记相对于装配槽的位姿M_c；

移动机械臂放置工件到装配槽，计算机械臂在工件接触装配槽瞬间与步骤S14拍照时的相对位姿T_c；

步骤S2，在完成示教和设置工作后，将机械臂移动到抓取区抓取工件；

步骤S3，移动机械臂到第一相机上方位姿，利用第一相机和机械臂进行视觉伺服运动，以使得工件在图像中的位姿为M_b，记录下机械臂相对于位姿T_b的相对位姿T_d；

步骤S4，利用第二相机拍照并计算装配槽在图像上的位姿，并根据M_c计算出视觉标记在图像上的期望位姿M_e；

步骤S5，移动机械臂到第二相机视野下，利用第二相机和机械臂进行视觉伺服运动，使视觉标记在图像中的位姿为M_e；

步骤S6，将相对位姿T_d转换到此刻机械臂末端坐标系下的位姿，机械臂移动此位姿；

步骤S7，机械臂移动相对位姿T_c，即将工件准确放置在装配槽上。

2.如权利要求1所述的基于视觉伺服的机器人高精度装配方法，其特征在于，在所述步骤S11中，机器人移动k个位置，记录机器人移动的距离(x_1, y_1)、(x_2, y_2)...(x_k,y_k)，和图像上视觉标记中心点在图像上的移动距离(u_1，v_1)、(u_2, v_2)...(u_k, v_k)；其中，k=2；

利用最小二乘计算(u, v)和(x, y)之间的变换关系，记为M_ca。

3.如权利要求1所述的基于视觉伺服的机器人高精度装配方法，其特征在于，在所述步骤S12中，针对工件和装配槽，使用图像模板匹配算法进行训练，使系统识别图像中待装配工件和装配槽的位姿(x, y, θ)；

针对视觉标记，首先使用blob检测算法找到视觉标记上的圆，然后通过拟合圆中的两条线确定视觉标记的中心点位置和方向。