CN107297741A - 基于机器视觉的运动轨迹规划方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于机器视觉的运动轨迹规划方法及装置，方法包括如下步骤：根据第一端的空间位置和第二端的空间位置以获取第一端的空间坐标值以及第二端的空间坐标值；并定义第一端的空间位置与第二端的空间位置之间所连接形成的直线为第一直线；根据第一端的空间坐标值和第二端的空间坐标值计算得到第一直线与绝对平面间的空间夹角；连续获取第一端不同的空间位置和第二端不同的空间位置，以获得若干个不同的空间夹角；根据所有空间夹角获取机器人的运动轨迹姿态。本发明通过空间立体成像技术快速得到机器人的运动轨迹，能够快速精准进行轨迹规划。

Description

基于机器视觉的运动轨迹规划方法及装置
技术领域
本发明涉及运动位置采集技术，基于机器视觉的运动轨迹规划方法及装置。
背景技术
机器人包括一切模拟人类行为或思想与其他生物的机械。在当代工业中，机器人指能自动执行任务的人造机器装置，用以取代或协助人类工作。
当前机器人在被使用过程中其运动轨迹是基于数据示校路线，无法示校空间姿态及空间坐标的即时获取。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供基于机器视觉的运动轨迹规划方法，其能够快速获得机器人的空间运动姿态，从而可以快速得到其运动轨迹规划。
本发明的目的之一采用以下技术方案实现：
基于机器视觉的运动轨迹规划方法，应用于机器人操控系统，该机器人操控系统包括机器人以及光笔，定义光笔的一端为第一端，另一端为第二端，所述机器人上设置有双目摄像头；运动轨迹规划方法包括如下步骤：
S1：根据第一端的空间位置和第二端的空间位置以获取第一端的空间坐标值以及第二端的空间坐标值；并定义第一端的空间位置与第二端的空间位置之间所连接形成的直线为第一直线；
S2：根据第一端的空间坐标值和第二端的空间坐标值计算得到第一直线与绝对平面间的空间夹角；
S3：重复S1连续获取第一端不同的空间位置和第二端不同的空间位置，以获得若干个不同的空间夹角；根据所有空间夹角获取机器人的运动轨迹姿态。
优选的，还包括如下步骤：
S4：根据机器人的运动轨迹姿态获取该机器人的运动轨迹规划。
优选的，第一端的空间位置和第二端的空间位置均通过双目摄像头采集得到。
优选的，S2中，通过三角函数计算得到空间夹角。
本发明的目的之二在于提供一种基于机器视觉的运动轨迹规划装置，其能实现本发明的目的之一。
本发明的目的之二采用以下技术方案实现：
基于机器视觉的运动轨迹规划装置，应用于机器人操控系统，该机器人操控系统包括机器人以及光笔，定义光笔的一端为第一端，另一端为第二端，所述机器人上设置有双目摄像头；运动轨迹规划装置包括如下单元：
获取单元：用于根据第一端的空间位置和第二端的空间位置以获取第一端的空间坐标值以及第二端的空间坐标值；并定义第一端的空间位置与第二端的空间位置之间所连接形成的直线为第一直线；
计算单元：用于根据第一端的空间坐标值和第二端的空间坐标值计算得到第一直线与绝对平面间的空间夹角；
循环单元：用于重复获取单元执行的步骤连续获取第一端不同的空间位置和第二端不同的空间位置，以获得若干个不同的空间夹角；根据所有空间夹角获取机器人的运动轨迹姿态。
优选的，还包括如下单元：
规划单元：用于根据机器人的运动轨迹姿态获取该机器人的运动轨迹规划。
优选的，第一端的空间位置和第二端的空间位置均通过双目摄像头采集得到。
优选的，计算单元中，通过三角函数计算得到空间夹角。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明通过空间立体成像技术快速得到机器人的运动轨迹，能够快速精准进行轨迹规划。
附图说明
图1为本发明的基于机器视觉的运动轨迹规划方法的流程图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
本发明提供一种基于机器视觉的运动轨迹规划方法，应用在机器人操控系统，该操控系统包括机器人、光笔、运动控制中心等，机器人上设置有双目摄像头，双目摄像头可以安装在机器人的第一轴或者固定在机器人的可移动框架上。光笔不固定安装位置，由操作人员根据运动轨迹规划的实际需要进行现场操作。其中，定义光笔的一端为第一端，另一端为第二端。具体参见图1，本发明的运动轨迹规划方法包括如下步骤：
S1：根据第一端的空间位置和第二端的空间位置以获取第一端的空间坐标值以及第二端的空间坐标值；并定义第一端的空间位置与第二端的空间位置之间所连接形成的直线为第一直线。
在本步骤中，第一端的空间位置和第二端的空间位置均是通过双目摄像头获取。双目摄像头采用空间立体成像技术，基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像，通过计算图像对应点间的位置偏差，以获取物体的三维几何信息。
S2：根据第一端的空间坐标值和第二端的空间坐标值计算得到第一直线与绝对平面间的空间夹角。
根据第一端的空间坐标值和第二端的空间坐标值可以得到第一端和第二端当前的具体位置，根据两者的位置可以得到两者之间的第一直线，结合现有技术，可以技术得到所述空间夹角。
S3：重复S1连续获取第一端不同的空间位置和第二端不同的空间位置，以获得若干个不同的空间夹角；根据所有空间夹角获取机器人的运动轨迹姿态。计算空间夹角可通过三角函数的计算公式进行计算。
由于机器人不断的移动，相应的，光笔也不断的移动，因此光笔的两个端点的位置也不断变化，通过重复S1步骤不断或者变化的两个端点的位置，从而得到不断变化的空间夹角，从而形成机器人的运动轨迹姿态。根据机器人的运动轨迹姿态，将其传输至运动控制中心，可以快速实现机器人的运动轨迹规划，克服了现在技术不能精准和快速规划的缺陷。
另外一方面，本发明还提供基于机器视觉的运动轨迹规划装置，其余上述运动轨迹规划方法相对于，也应用于机器人操控系统，该机器人操控系统同样包括机器人以及光笔，定义光笔的一端为第一端，另一端为第二端，所述机器人上设置有双目摄像头；运动轨迹规划装置包括如下单元：
获取单元：用于根据第一端的空间位置和第二端的空间位置以获取第一端的空间坐标值以及第二端的空间坐标值；并定义第一端的空间位置与第二端的空间位置之间所连接形成的直线为第一直线；
计算单元：用于根据第一端的空间坐标值和第二端的空间坐标值计算得到第一直线与绝对平面间的空间夹角；具体是通过三角函数计算得到空间夹角。
循环单元：用于重复获取单元执行的步骤连续获取第一端不同的空间位置和第二端不同的空间位置，以获得若干个不同的空间夹角；根据所有空间夹角获取机器人的运动轨迹姿态；
规划单元：用于根据机器人的运动轨迹姿态获取该机器人的运动轨迹规划。
运动轨迹规划装置的实施原理均与运动轨迹规划方法相同，在此不再赘述。
同样的，第一端的空间位置和第二端的空间位置均通过双目摄像头采集得到。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.基于机器视觉的运动轨迹规划方法，其特征在于，应用于机器人操控系统，该机器人操控系统包括机器人以及光笔，定义光笔的一端为第一端，另一端为第二端，所述机器人上设置有双目摄像头；运动轨迹规划方法包括如下步骤：
S1：根据第一端的空间位置和第二端的空间位置以获取第一端的空间坐标值以及第二端的空间坐标值；并定义第一端的空间位置与第二端的空间位置之间所连接形成的直线为第一直线；
S2：根据第一端的空间坐标值和第二端的空间坐标值计算得到第一直线与绝对平面间的空间夹角；
S3：重复S1连续获取第一端不同的空间位置和第二端不同的空间位置，以获得若干个不同的空间夹角；根据所有空间夹角获取机器人的运动轨迹姿态。
2.如权利要求1所述的运动轨迹规划方法，其特征在于，还包括如下步骤：
S4：根据机器人的运动轨迹姿态获取该机器人的运动轨迹规划。
3.如权利要求1所述的运动轨迹规划方法，其特征在于，第一端的空间位置和第二端的空间位置均通过双目摄像头采集得到。
4.如权利要求1所述的运动轨迹规划方法，其特征在于，S2中，通过三角函数计算得到空间夹角。
5.基于机器视觉的运动轨迹规划装置，其特征在于，应用于机器人操控系统，该机器人操控系统包括机器人以及光笔，定义光笔的一端为第一端，另一端为第二端，所述机器人上设置有双目摄像头；运动轨迹规划装置包括如下单元：
获取单元：用于根据第一端的空间位置和第二端的空间位置以获取第一端的空间坐标值以及第二端的空间坐标值；并定义第一端的空间位置与第二端的空间位置之间所连接形成的直线为第一直线；
计算单元：用于根据第一端的空间坐标值和第二端的空间坐标值计算得到第一直线与绝对平面间的空间夹角；
循环单元：用于重复获取单元执行的步骤连续获取第一端不同的空间位置和第二端不同的空间位置，以获得若干个不同的空间夹角；根据所有空间夹角获取机器人的运动轨迹姿态。
6.如权利要求5所述的运动轨迹规划装置，其特征在于，还包括如下单元：
规划单元：用于根据机器人的运动轨迹姿态获取该机器人的运动轨迹规划。
7.如权利要求5所述的运动轨迹规划装置，其特征在于，第一端的空间位置和第二端的空间位置均通过双目摄像头采集得到。
8.如权利要求5所述的运动轨迹规划装置，其特征在于，计算单元中，通过三角函数计算得到空间夹角。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108008729A (zh) * 2017-12-13 2018-05-08 广州乾鼎电力科技发展有限公司 机器人红外激光定位运动轨迹规划方法及装置
CN109285189A (zh) * 2018-07-12 2019-01-29 哈尔滨工程大学 一种无需双目同步的直线轨迹快速计算方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102116612A (zh) * 2009-12-31 2011-07-06 北京控制工程研究所 一种采用激光条纹信息感知星表地形的方法
WO2012067451A2 (ko) * 2010-11-18 2012-05-24 소닉스자펜 주식회사 엘시디백라이트 휘도교정장치 및 교정방법
CN102927908A (zh) * 2012-11-06 2013-02-13 中国科学院自动化研究所 机器人手眼系统结构光平面参数标定装置及方法
CN103674057A (zh) * 2012-09-11 2014-03-26 北京航天计量测试技术研究所 带有反射球的标准球杆及其对相机外部参数的标定方法
JP2014089095A (ja) * 2012-10-30 2014-05-15 Fujitsu Ltd 移動体の姿勢検出方法及び移動体の姿勢検出装置並びに部品組立装置
CN103895023A (zh) * 2014-04-04 2014-07-02 中国民航大学 一种基于编码方位装置的机械臂末端跟踪测量系统及方法
CN106182001A (zh) * 2016-07-27 2016-12-07 武汉理工大学 一种基于机器人的工件坐标系自动标定装置
CN106247932A (zh) * 2016-07-25 2016-12-21 天津大学 一种基于摄影系统的机器人在线误差补偿装置及方法
CN106598046A (zh) * 2016-11-29 2017-04-26 北京智能管家科技有限公司 机器人躲避控制方法和装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102116612A (zh) * 2009-12-31 2011-07-06 北京控制工程研究所 一种采用激光条纹信息感知星表地形的方法
WO2012067451A2 (ko) * 2010-11-18 2012-05-24 소닉스자펜 주식회사 엘시디백라이트 휘도교정장치 및 교정방법
CN103674057A (zh) * 2012-09-11 2014-03-26 北京航天计量测试技术研究所 带有反射球的标准球杆及其对相机外部参数的标定方法
JP2014089095A (ja) * 2012-10-30 2014-05-15 Fujitsu Ltd 移動体の姿勢検出方法及び移動体の姿勢検出装置並びに部品組立装置
CN102927908A (zh) * 2012-11-06 2013-02-13 中国科学院自动化研究所 机器人手眼系统结构光平面参数标定装置及方法
CN103895023A (zh) * 2014-04-04 2014-07-02 中国民航大学 一种基于编码方位装置的机械臂末端跟踪测量系统及方法
CN106247932A (zh) * 2016-07-25 2016-12-21 天津大学 一种基于摄影系统的机器人在线误差补偿装置及方法
CN106182001A (zh) * 2016-07-27 2016-12-07 武汉理工大学 一种基于机器人的工件坐标系自动标定装置
CN106598046A (zh) * 2016-11-29 2017-04-26 北京智能管家科技有限公司 机器人躲避控制方法和装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108008729A (zh) * 2017-12-13 2018-05-08 广州乾鼎电力科技发展有限公司 机器人红外激光定位运动轨迹规划方法及装置
CN109285189A (zh) * 2018-07-12 2019-01-29 哈尔滨工程大学 一种无需双目同步的直线轨迹快速计算方法
CN109285189B (zh) * 2018-07-12 2021-10-01 哈尔滨工程大学 一种无需双目同步的直线轨迹快速计算方法

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