[发明专利]一种相对广域机器视觉图像精确测量系统及其测量方法

说明书

本发明公开了一种相对广域机器视觉图像精确测量系统及其测量方法，该系统包括：手臂式机器人、与手臂式机器人的固定座保持相对固定的布设复合式单目相机、安装于手臂式机器人末端的双目结构光装置、安装于手臂式机器人末端的单点测距激光组、控制器及处理器，其中双目结构光装置与单点测距激光组保持相对固定的布设。本发明公开的一种相对广域机器视觉图像精确测量系统及其测量方法，通过复合式单目相机进行划区域粗测量定位，再通过概率优化算法引导手臂式机器人到最优测量位置，采用双目结构光装置进行高精度测量，最后采用单点测距激光组对检测结果进行校正。

技术领域

本发明涉及基于图像的测量定位领域，尤其涉及一种相对广域机器视觉图像精确测量系统及其测量方法。

背景技术

机器视觉逐渐在工业上的应用得越来越广泛，从对环境要求十分苛刻的电子厂扩展到一般工业甚至是汽车焊装行业中。但是在相对广域的范围内用视觉系统来做精确测量的现有技术少之又少。而在环境十分复杂、恶劣的焊装车间使用视觉精确测量技术的技术还没有。

解决现有视觉技术通用性差，受硬件条件局限大，一旦硬件确定了，其视界范围及测量范围将被锁定，不能更改；即一旦视觉系统的硬件确认，其检测范围就确定了。比如，需要在XY轴方向上的测量精度达到±0.02mm时，其检测的视界范围仅能达到50×50mm的范围内的500万像素的双目相机，例如，要在5000×2000mm的范围内达到测量精度在±0.02mm内时，目前没有合适的视觉设备能能达到在如此广的范围内还能达到此精度。另外，需要处理能拍下5000mm×200mm照片的并且精确度到±0.02mm的相机其处理的数据是巨大的。所以，要做到相对广域范围内精确测量，不仅需要解决相关广域的范围里发现被测量物件，还需精确测量出被测物件在空间中的绝对坐标值及被测物自身尺寸值；同时反馈这个测量值与理论设计值做对比，计算出当前被测物件的坐标值及尺寸是否满足生产要求，无疑是一个难题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种相对广域机器视觉图像精确测量系统及其测量方法，旨在解决现有的精确测量系统及测量方法，测量误差较大，尤其在汽车生产线中，精度及测量速度要求无法满足生产线的要求等问题。

本发明采取以下技术方案实现上述目的：

一种相对广域机器视觉图像精确测量系统，包括：

复合式单目相机，包括两个相对固定的单目相机，用于对待测物体进行粗定位；

手臂式机器人，用于根据复合式单目相机的粗定位信息，带动其末端部件运动至指定区域；

安装于手臂式机器人末端的双目结构光装置，用于标定待测物体的坐标值；

安装于手臂式机器人末端的单点测距激光组，包括三个以上的单点测距激光器，用于测量与待测物体校正特征件的距离；

控制器，用于根据复合式单目相机的粗定位信息发送手臂式机器人的驱动信号；

处理器，用于根据单点测距激光组的检测值，校正待测物体的坐标值；

其中，所述复合式单目相机与手臂式机器人的固定座保持相对固定的布设，所述双目结构光装置与单点测距激光组保持相对固定的布设；所述控制器和处理器均与复合式单目相机、手臂式机器人、双目结构光装置、单点测距激光组电信号连接。