[发明专利]磁钉识别定位装置、坐标机器人及磁钉识别定位方法

说明书

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种磁钉识别定位装置、坐标机器人及磁钉识别定位方法。磁钉识别定位装置包括：激光器，适于设置在坐标机器人的Z轴桁架上且用于向模台发射激光线；2D相机，适于设置在Z轴桁架上且用于拍摄模台上的激光线；其中，2D相机可拍摄到激光器所发射的完整的激光线。本发明通过2D相机和激光发生器就可以得到模台表面的3D点云数据，不需要使用3D相机，成本低，识别成功率高。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种磁钉识别定位装置、坐标机器人及磁钉识别定位方法。

背景技术

直角坐标机器人作为一种结构简单的自动化机器人，被广泛应用到各种工业领域，在装配式建筑行业，坐标机器人用于代替人工进行预制混凝土(Precast Concrete，缩写：PC)构件边模的放置和拆除，其中机器人对模具自动回收时，除了需要对模具进行识别和定位，难度更大的是首先要进行自动拆磁钉，所以需要对模具上的磁钉位置进行准确定位。

整张模台的尺寸为9m×4m，需要对模台上所有模具的磁钉进行识别和定位，磁钉的直径50mm且高度25mm,磁钉相对于模台很小，在大视野场景下对微小物体准确识别定位时，需要采用图像精度要求高的线扫3D相机单次扫描获取整张模台的三维图，然后解析出磁钉位置，使用线扫3D相机可快速实现磁钉定位功能，但是，3D相机成本过高，现急需一种成本较低的磁钉识别定位装置及方法。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的3D相机成本过高的缺陷，从而提供一种磁钉识别定位装置、坐标机器人及磁钉识别定位方法。

为了解决上述问题，本发明提供了一种磁钉识别定位装置，包括：激光器，适于设置在坐标机器人的Z轴桁架上且用于向模台发射激光线；2D相机，适于设置在Z轴桁架上且用于拍摄模台上的激光线；其中，2D相机可拍摄到激光器所发射的完整的激光线。

可选的，2D相机和激光器位于Z轴桁架的同一侧。

可选的，激光器发射的激光线沿坐标机器人的Y方向延伸。

可选的，2D相机和激光器沿坐标机器人的X方向布置。

本发明还提供了一种坐标机器人，包括：上述的磁钉识别定位装置。

本发明还提供了一种磁钉识别定位方法，包括以下步骤：控制Z轴桁架沿预设方向运动，且控制激光器向模台发射激光线，控制2D相机拍摄激光线，以得到模台表面上的3D点云数据；对3D点云数据进行处理，以得到模台上的模具的二维图像轮廓；通过二维图像轮廓计算得到模具上的两个磁钉的坐标。

可选的，对3D点云数据进行处理的步骤包括：解析3D点云数据，以构建三维数据模型；截取模具所在高度的3D点云数据并进行投影，以得到二维平面图；去除二维平面图中的噪声数据，以得到模具的二维图像轮廓。

可选的，在解析所述3D点云数据的步骤和截取所述模具所在高度的3D点云数据并进行投影的步骤之间还包括：去除3D点云数据中的多余的点云噪声。

可选的，通过二维图像轮廓计算得到模具上的两个磁钉的X坐标和Y坐标的步骤包括：通过二维图像轮廓与模具图纸生成的图像模板进行匹配定位，以得到模具中每个边模的中心的坐标、边模的长度、边模与X轴的夹角以及磁钉到边模靠近磁钉的一端的距离；通过边模的中心的坐标、边模的长度、边模与X轴的夹角以及磁钉到边模靠近磁钉的一端的距离计算得到边模上的两个磁钉的中心的坐标。