[发明专利]基于视觉检测的机械臂运动控制延迟测量系统及其方法

权利要求书

1.一种基于视觉检测的机械臂运动控制延迟测量系统，其特征在于：包括上位机、实时装置、图像采集装置和LED灯，上位机分别与实时装置、图像采集装置相连，实时装置分别与LED灯、机械臂的控制接口相连；

所述上位机用于和用户交互，将用户命令下发至实时装置，以及通过图像采集装置采集的图像数据计算机械臂运动控制延迟；

所述实时装置用于接收上位机发送的机械臂运动控制指令，并利用其实时性同步发送机械臂运动控制指令和LED灯点亮指令；

所述图像采集装置用于采集机械臂的姿态与LED灯的状态图像；

所述上位机包括控制模块、图像获取模块、图像处理延迟计算模块、用户交互模块和第一通信模块，所述控制模块分别与图像获取模块、图像处理延迟计算模块、用户交互模块、第一通信模块相连，所述图像获取模块与图像采集装置相连；

所述图像获取模块用于初始化图像采集装置，获取图像采集装置采集的图像数据；

所述图像处理延迟计算模块用于对获取到的图像进行逐帧处理，提取LED灯状态以及机械臂的姿态信息；当LED灯亮时，记录LED灯亮时刻的帧位置f0；当机械臂姿态改变时，记录机械臂姿态改变时刻的帧位置f1；根据LED灯亮时刻的帧位置f0和机械臂姿态改变时刻的帧位置f1，计算机械臂运动控制延迟，延迟时间t＝(f1-f0)/p，p为图像采集装置的帧率；

所述用户交互模块用于接收用户配置命令；

所述第一通信模块用于与实时装置通信，下发机械臂运动控制指令。

2.如权利要求1所述的基于视觉检测的机械臂运动控制延迟测量系统，其特征在于：所述上位机还包括测试结果输出模块，测试结果输出模块与控制模块相连，所述测试结果输出模块用于输出机械臂运动控制延迟测量结果。

3.如权利要求1或2所述的基于视觉检测的机械臂运动控制延迟测量系统，其特征在于：所述实时装置包括具有实时特性的控制单元、第二通信模块和IO控制模块，控制单元分别与第二通信模块、IO控制模块连接，第二通信模块与上位机的第一通信模块相连，所述IO控制模块与LED灯连接，所述第二通信模块还与机械臂的控制接口连接；

所述第二通信模块用于接收机械臂运动控制指令，并向机械臂下发运动控制指令；

所述IO控制模块用于控制LED灯亮灭。

4.如权利要求1或2所述的基于视觉检测的机械臂运动控制延迟测量系统，其特征在于：所述图像采集装置为高速相机。

5.如权利要求1或2所述的基于视觉检测的机械臂运动控制延迟测量系统，其特征在于：所述机械臂为六轴工业机器人的机械臂。

6.一种基于视觉检测的机械臂运动控制延迟测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：上位机下发机械臂运动控制指令，实时装置接收机械臂运动控制指令后，利用其实时性同步发送机械臂运动控制指令和LED灯点亮指令；

步骤S2：图像采集装置采集机械臂的姿态与LED灯的状态图像；

步骤S3：对获取到的图像进行逐帧处理，提取LED灯状态以及机械臂的姿态信息；当LED灯亮时，记录LED灯亮时刻的帧位置f0；当机械臂姿态改变时，记录机械臂姿态改变时刻的帧位置f1；

步骤S4：根据LED灯亮时刻的帧位置f0和机械臂姿态改变时刻的帧位置f1，计算机械臂运动控制延迟时间，延迟时间t＝(f1-f0)/p，p为图像采集装置的帧率。

7.如权利要求6所述的基于视觉检测的机械臂运动控制延迟测量方法，其特征在于，还包括步骤S5：重复步骤S1～S4至N次，取N次延迟时间t的平均值。

8.如权利要求7所述的基于视觉检测的机械臂运动控制延迟测量方法，其特征在于，所述N≥2。