CN108015770A - 机械手位置标定方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械手位置标定方法，包括：获取机械手在图像采集装置中的图像；根据呈现机械手的标记点在所述图像中的位置，确定机械手的位置。机械手上有可以定位的标记点。当机械手发生位移时，机械手上的标记点在图像中的位置随之改变，通过标记点的位置可以确定机械手的位置，不再需要通过机械手运行的复杂的轨迹进行确定位置，从而降低了算法难度，用成本较低的简单处理芯片就可以完成，而且保证了较高的精确度，降低了成本。

Description

机械手位置标定方法及系统

技术领域

本发明涉及自动化领域，特别是涉及自动化加工制造中机械手位置的标定。

背景技术

传统的机械自动化加工和制造中，机械手的位置通过轨迹运算进行确定，例如通过步进电机的运行的规律来推算机械手的行程。具体的，X方向电机转动若干圈，Y方向电机转动若干圈，Z方向电机转动若干圈。将电机转动的圈数换算为某一方向电机进给的位移。将三个方向进给的位移，结合初始位置给出机械手的最终位置。由于需要大量复杂的运算，导致必须配置运算效率高的处理芯片以完成机械手位置的运算，实现成本较高。所以才使得机器视觉在自动化应用中得到实现，机器视觉通过相机来对机械手位置进行重定位。

在实现传统技术的过程中，发明人发现存在以下技术问题：

现有技术中通过机器视觉的运算方式确定机械手的位置时，进而需要对物料进行操作，当需要拾取物料时，再将物料放到一个精确的目的位置。在拾取物料这一操作过程中，待拾取物料相对于机械手的相对位置的精确度常有偏差。

发明内容

基于此，有必要针对上述待拾取物料相对于机械手的相对位置的精确度常有偏差的问题，提供一种方案。

一种机械手位置标定方法，包括：

获取机械手在图像采集装置中的图像；

根据呈现机械手的标记点在图像中的位置，确定机械手的位置。

机械手上有可以定位的标记点。当机械手发生位移时，机械手上的标记点在图像中的位置随之改变，通过标记点的位置可以确定机械手的位置，不再需要通过机械手运行的复杂的轨迹进行确定位置，从而降低了算法难度，用成本较低的简单处理芯片就可以完成，而且保证了较高的精确度，降低了成本。

在其中一个实施例中，机械手位置标定方法还包括：

创建机械手标记点并记录机械手的标记点的初始位置；

记录呈现机械手的标记点在图像采集装置采集的第一图像中的位置；

记录机械手标记点从所述初始位置的位移；

记录呈现机械手的标记点在图像采集装置采集的第二图像中的位置；

创建所述机械手标记点的位移，与呈现机械手的标记点在图像采集装置的第一图像中的位置、呈现机械手的标记点在图像采集装置的第二图像中的位置之间的映射关系；

根据所述映射关系，确定机械手的位置。

通过第一图像和第二图像中机械手的标记点在图像中的位置不同，确定标记点在第一图像和第二图像中的映射关系，从而确定机械手的位置。记录标记点的位移来确定机械手的位置，提高了识别的精确度。通过图像记录机械手的位移，确定机械手的位置，不再需要对机械手复杂的运行轨迹进行计算，简化了识别过程。

在其中一个实施例中，机械手标记点为设置于机械手表面的二维码标识。

二维码具有容错能力强，译码可靠性高的优点，将二维码作为机械手标记点的载体，可以快速并准确地识别出图像中机械手标记点的位置。当二维码受到部分轻微的损坏或沾污时，二维码也可以被准确识别出。

本申请还包括一种机械手位置标定系统，包括：

图像采集部分，用于获取机械手在图像采集装置中的图像；

处理器，用于根据呈现机械手的标记点在图像中的位置，确定机械手的位置。

机械手上有可以定位的标记点。当机械手发生位移时，机械手上的标记点在图像中的位置随之改变，通过标记点的位置可以确定机械手的位置，不再需要通过机械手运行的复杂的轨迹进行确定位置，从而降低了算法难度，用成本较低的简单处理芯片就可以完成，而且保证了较高的精确度，降低了成本。

在其中一个实施例中，机械手位置标定系统还包括标记体，用于：

创建机械手的标记点；

机械手位置标定系统还包括存储装置，用于：

记录机械手的标记点的初始位置；

记录呈现机械手的标记点在图像采集装置采集的第一图像中的位置；

记录机械手标记点从初始位置的位移；

记录呈现机械手的标记点在图像采集装置采集的第二图像中的位置；

创建机械手标记点的位移，与呈现机械手的标记点在图像采集装置的第一图像中的位置、呈现机械手的标记点在图像采集装置的第二图像中的位置之间的映射关系；

所述处理器还用于根据映射关系，确定机械手的位置。

通过第一图像和第二图像中机械手的标记点在图像中的位置不同，确定标记点在第一图像和第二图像中的映射关系，从而确定机械手的位置。记录标记点的位移来确定机械手的位置，提高了识别的精确度。通过图像记录机械手的位移，确定机械手的位置，不再需要对机械手复杂的运行轨迹进行计算，简化了识别过程。

一种机械手位置标定方法，包括：

将图像采集装置设置于机械手；

获取标定板上标记点在图像采集装置中的图像；

根据呈现所述标记点的在所述图像中的位置，确定机械手的位置。

将图像采集装置设置于机械手，标定板上有可以定位的标记点。当机械手发生位移时，标定板上的标记点在图像中的位置随之改变，通过标记点的位置可以确定机械手的位置，不再需要通过机械手运行的复杂的轨迹进行确定位置，从而降低了算法难度，用成本较低的简单处理芯片就可以完成，而且保证了较高的精确度，降低了成本。

在其中一个实施例中，机械手位置标定方法还包括：

创建标定板上的标记点并记录所述标记点的初始位置；

记录呈现所述标记点在图像采集装置采集的第一图像中的位置；

记录所述标记点从所述初始位置的位移；

记录呈现所述标记点在图像采集装置采集的第二图像中的位置；

创建所述所述标记点的位移，与呈现所述标记点在图像采集装置的第一图像中的位置、呈现所述标记点在图像采集装置的第二图像中的位置之间的映射关系；

根据所述映射关系，确定机械手位置。

通过第一图像和第二图像中机械手的标记点在图像中的位置不同，确定标记点在第一图像和第二图像中的映射关系，从而确定机械手的位置。记录标记点的位移来确定机械手的位置，提高了识别的精确度。通过图像记录标记点在图像中的位移，确定机械手的位置，不再需要对机械手复杂的运行轨迹进行计算，简化了识别过程。

在其中一个实施例中，所述标定板上的标记点为设置于标定板表面的二维码标识。

二维码具有容错能力强，译码可靠性高的优点，将二维码作为标定板上标记点的载体，可以快速并准确地识别出图像中标定板标记点的位置。当二维码受到部分轻微的损坏或沾污时，二维码也可以被准确识别出。

本申请还包括一种机械手位置标定系统，包括：

图像采集部分，设置于机械手上，用于获取标定板上标记点在图像采集装置中的图像；

处理器，用于根据呈现所述标定板上的标记点在所述图像中的位置，确定机械手的位置。

标定板上有可以定位的标记点。当机械手发生位移时，标定板上的标记点在图像中的位置随之改变，通过标记点的位置可以确定机械手的位置，不再需要通过机械手运行的复杂的轨迹进行确定位置，从而降低了算法难度，用成本较低的简单处理芯片就可以完成，而且保证了较高的精确度，降低了成本。

在其中一个实施例中，

所述系统还包括标记体，用于：创建标定板上的标记点；

所述系统还包括存储装置，用于：记录标定板标记点的初始位置；

记录呈现标定板标记点在图像采集装置采集的第一图像中的位置；

记录标定板标记点从所述初始位置的位移；

记录呈现标定板上的标记点在图像采集装置采集的第二图像中的位置；

创建所述标定板标记点的位移，与呈现标定板上的标记点在图像采集装置的第一图像中的位置、呈现标定板上的标记点在图像采集装置的第二图像中的位置之间的映射关系；

所述处理器还用于根据所述映射关系，确定机械手的位置。

通过第一图像和第二图像中标定板的标记点在图像中的位置不同，确定标记点在第一图像和第二图像中的映射关系，从而确定机械手的位置。记录标记点的位移来确定机械手的位置，提高了识别的精确度。通过图像记录标定板上的位移，确定机械手的位置，不再需要对机械手复杂的运行轨迹进行计算，简化了识别过程。

附图说明

图1为本申请的机械手位置标定方法的流程图。

图2为本申请的机械手位置标定系统。

图3为本申请的机械手位置标定系统建立映射关系流程图。

图4为本申请实施例提供的机械手位置标定系统采集第一图像结构示意图。

图5为本申请实施例提供的机械手位置标定系统采集第二图像结构示意图。

图6为本申请的另一种机械手位置标定方法的流程图。

图7为本申请的另一种机械手位置标定系统。

图8为本申请的另一种机械手位置标定系统建立映射关系流程图。

图9为本申请实施例提供的另一种机械手位置标定系统采集第一图像结构示意图。

图10为本申请实施例提供的另一种机械手位置标定系统采集第二图像结构示意图。

其中，机械手标定系统附图标号说明如下：

202机械手

204图像采集装置

206标记点

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的机械手位置标定方法的流程图，具体包括以下步骤：

S100：获取机械手202在图像采集装置204中的图像。

在本申请提供的一个实施例中，机械手202通过转轴将多个机械臂连接，可实现机械手在平面内各方向的自由移动。机械手202的一端固定，另一端可连接末端执行器，具体包括操作手，夹取部件，安装部件等执行部件。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，图像采集装置204固定不动，当机械手202的位置发生改变时，图像采集装置204对机械手202在不同的位置分别进行图像采集。图像采集是指图像采集装置204获取到机械手202位置移动的信息。图像采集装置采集到的图像可以包含机械手自由移动时的所有工作环境。图像采集装置204包括照相机，摄像机等可以采集图像的设备。

S200：根据呈现机械手标记点在图像中的位置，确定机械手202的位置。

标记点可以是二维码标识，激光刻蚀点，以二维码形成的点阵等能够在图像中识别定位的标识。

在本申请提供的一个实施例中，机械手标记点206为设置在机械手202表面靠近可连接末端执行器的一端的二维码。机械手标记点206用来标记图像采集装置204采集到的图像中机械手202的位置，有定位和识别的功能。二维码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面分布的图形编码，可以用来记录数据符号信息。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，在二维码标识的几何中心设有标记点206，标记点206能够精确机械手202在图像中的位置。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，在机械手202表面设置的二维码标识粘贴在机械手202上。二维码标识可以以粘贴、喷漆，刻蚀等多种形式存在于机械手202上，只要二维码标识能在图像上识别定位即可。

进一步的，在本申请提供的一个实施例中，提供一种用于确定机械手202位移与图像采集装置204采集到的图像映射关系的方法：

以二维码标识的几何中心设为标记点206，图像采集装置204记录机械手202的初始位置，并呈现机械手标记点206在第一图像中的位置。第一图像是图像采集装置204记录机械手202初始位置时生成的图像，机械手202在第一图像中的位置即为初始位置。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，机械手202从初始位置移动，记录机械手标记点206从初始位置开的发生的位移。记录到机械手202的位移为水平方向的位移。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，图像采集装置204采集机械手202在第二图像中的位置。第二图像指图像采集装置204记录机械手202发生位移后所在位置时生成的图像。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，创建机械手标记点206的位移，与呈现机械手标记点206在图像采集装置204的第一图像中的位置、呈现机械手标记点206在图像采集装置204的第二图像中的映射关系，根据映射关系确定机械手202的位置。映射关系是指通过记录第一图像中的标记点206的大小与第二图像中的标记点206的大小确定初始位置和发生位移后位置的距离关系，标记点206的大小不同所对应的距离也不同。通过映射关系和记录的机械手202的位移情况，可以确定机械手202的位置。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，具体的映射关系为：

在机械手202移动平面上选择一个像素点作为坐标原点，建立图像的二维直角坐标系(x,y)，x、y轴的方向和单位长度根据实际需要进行选择。机械手202的初始位置在二维直角坐标系中的坐标为(x₁,y₁)，机械手202发生位移后位置在二维直角坐标系中的坐标为(x₂,y₂)，由(x₁,y₁)和(x₂,y₂)确定机械手202在平面内的位移X。图像采集装置204采集到的图像建立有与机械手202移动平面图像相同的二维直角坐标系，原点位置相对应，x、y轴的方向和单位长度也相同，以便于进行数据分析和处理。机械手202在初始位置时，图像采集装置204采集到的图像中机械手标记点206在二维直角坐标系的坐标为(x₃,y₃)，机械手202发生位移后图像采集装置204采集到的图像中机械手标记点206在二维直角坐标系的坐标为(x₄,y₄)，由(x₃,y₃)和(x₄,y₄)确定机械手标记点206在图像采集装置204采集到的图像中的位移Y。每一个X和Y之间都存在一一对应的关系，从而建立映射关系。优选的，以图像采集装置204在机械手202移动平面的正投影几何中心点为原点建立平面二维直角坐标系。

以上是本申请实施例提供的方法，基于同样思路，请参照图2，为本申请实施例提供的机械手位置标定系统。

机械手位置标定系统包括：

图像采集部分100：获取机械手在图像采集装置中的图像；

处理器200：根据呈现机械手在图像中的位置，确定机械手的位置。

机械手202表面设置有标记点206，图像采集装置204对机械手202表面进行图像采集，采集到的图像中标记点206将被识别，从而获取标记点206的位置，经过计算可得到机械手202的位置。

在本申请提供的一个实施例中，图像采集部分具体为：

机械手202通过转轴将多个机械臂连接，可实现机械手在平面内各方向的自由移动。机械手202的一端固定，另一端可连接末端执行器，具体包括操作手，夹取部件，安装部件等执行部件。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，图像采集装置204固定不动，当机械手202的位置发生改变时，图像采集装置204对机械手202在不同的位置分别进行图像采集。图像采集是指图像采集装置204获取到机械手202位置移动的信息。图像采集装置采集到的图像可以包含机械手自由移动时的所有工作环境。图像采集装置204包括照相机，摄像机等可以采集图像的设备。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，处理器具体工作状态为：

标记点可以是二维码标识，激光刻蚀点，以二维码形成的点阵等能够在图像中识别定位的标识。

机械手标记点206为设置在机械手202表面靠近可连接末端执行器的一端的二维码。机械手标记点206用来标记图像采集装置204采集到的图像中机械手202的位置，有定位和识别的功能。二维码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面分布的图形编码，可以用来记录数据符号信息。

标记点可以是二维码标识，激光刻蚀点，以二维码形成的点阵等能够在图像中识别定位的标识。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，在二维码标识的几何中心设有标记点206，标记点206能够精确机械手202在图像中的位置。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，在机械手202表面设置的二维码标识粘贴在机械手202上。二维码标识可以以粘贴、喷漆，刻蚀等多种形式存在于机械手202上，只要二维码标识能在图像上识别定位即可。

进一步的，在本申请提供的一个实施例中，提供一种用于确定机械手202位移与图像采集装置204采集到的图像映射关系的系统：

以二维码标识的几何中心设为标记点206，设有标记点206的系统还包括存储装置，用于保存图像采集装置204采集到的图像。

图像采集装置204记录机械手202的初始位置，并呈现机械手标记点206在第一图像中的位置。第一图像是图像采集装置204记录机械手202初始位置时生成的图像，机械手202在第一图像中的位置即为初始位置。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，机械手202从初始位置移动，记录机械手标记点206从初始位置开的发生的位移。记录到机械手202的位移为水平方向的位移。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，图像采集装置204采集机械手202在第二图像中的位置。第二图像指图像采集装置204记录机械手202发生位移后所在位置时生成的图像。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，创建机械手标记点206的位移，与呈现机械手标记点206在图像采集装置204的第一图像中的位置、呈现机械手标记点206在图像采集装置204的第二图像中的映射关系，根据映射关系确定机械手202的位置。映射关系是指通过记录第一图像中的标记点206的大小与第二图像中的标记点206的大小确定初始位置和发生位移后位置的距离关系，标记点206的大小不同所对应的距离也不同。通过映射关系和记录的机械手202的位移情况，可以确定机械手202的位置。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，具体的映射关系为：

在机械手202移动平面上选择一个像素点作为坐标原点，建立图像的二维直角坐标系(x,y)，x、y轴的方向和单位长度根据实际需要进行选择。机械手202的初始位置在二维直角坐标系中的坐标为(x₁,y₁)，机械手202发生位移后位置在二维直角坐标系中的坐标为(x₂,y₂)，由(x₁,y₁)和(x₂,y₂)确定机械手202在平面内的位移X。图像采集装置204采集到的图像建立有与机械手202移动平面图像相同的二维直角坐标系，原点位置相对应，x、y轴的方向和单位长度也相同，以便于进行数据分析和处理。机械手202在初始位置时，图像采集装置204采集到的图像中机械手标记点206在二维直角坐标系的坐标为(x₃,y₃)，机械手202发生位移后图像采集装置204采集到的图像中机械手标记点206在二维直角坐标系的坐标为(x₄,y₄)，由(x₃,y₃)和(x₄,y₄)确定机械手标记点206在图像采集装置204采集到的图像中的位移Y。每一个X和Y之间都存在一一对应的关系，从而建立映射关系。优选的，以图像采集装置204在机械手202移动平面的正投影几何中心点为原点建立平面二维直角坐标系。

通过第一图像和第二图像中机械手标记点206在图像中的位置不同，确定标记点206在第一图像和第二图像中的映射关系，从而确定机械手202的位置。记录标记点206的位移来确定机械手202的位置，提高了识别的精确度。通过图像记录机械手202的位移，确定机械手202的位置，不再需要对机械手202复杂的运行轨迹进行计算，简化了识别过程。

下面介绍本申请具体的应用场景：

首先确定一个具体的映射关系：

以图像采集装置204在机械手202移动平面的正投影几何中心点为原点，建立图像的二维直角坐标系(x,y)，确定x轴的方向，y轴方向与x轴垂直，单位长度为1厘米。机械手202的初始位置在二维直角坐标系中的坐标为(x₁,y₁)，机械手202发生位移后位置在二维直角坐标系中的坐标为(x₂,y₂)，由(x₁,y₁)和(x₂,y₂)确定机械手202在平面内的位移A。图像采集装置204采集到的图像建立有与机械手202移动平面图像相同的二维直角坐标系，原点位置相对应，x、y轴的方向和单位长度也相同，以便于进行数据分析和处理。机械手202在初始位置时，图像采集装置204采集到的图像中机械手标记点206在二维直角坐标系的坐标为(x₃,y₃)，机械手202发生位移后图像采集装置204采集到的图像中机械手标记点206在二维直角坐标系的坐标为(x₄,y₄)，由(x₃,y₃)和(x₄,y₄)确定机械手标记点206在图像采集装置204采集到的图像中的位移B。每一个A和B之间都存在一一对应的关系，从而建立映射关系。

具体应用为：

机械手202由多个机械臂通过转轴连接组成，机械手202的一端固定，另一端可安装多种执行部件，并在一定范围内的水平方向上自由移动。在机械手202安装执行部件端的附近贴有二维码标签，二维码标签的几何中心有一标记点206，此标记点206可以确定二维码的位置。

相机固定在某一点上，当机械手202任意移动时，相机总是可以拍到机械手202所在的位置，并能清晰的拍到二维码标签。

当机械手202在初始状态时，相机对机械手202所在区域拍照，并将照片上传至后台，后台通过识别找到照片中的二维码标签，以二维码标签上的标记点206在照片上的位置作为机械手202的初态位置。

当机械手202发生移动时，相机对机械手202所在区域再次进行拍照，并将照片上传至后台，后台通过识别找到照片中的二维码标签，以二维码标签上的标记点206在照片上的位置作为机械手202的末态位置。

系统根据初态位置和末态位置创建机械手202在照片中的位移轨迹，并将已有的映射关系和位移轨迹结合，确定机械手202的实际位置。

以图像记录并分析确定机械手202的位置，简化了识别机械手202位置的过程。同时，以二维码标识的几何中心作为标识点206，提高了识别精度。

本申请的另一目的是为了提供额外一种机械手位置标定方法及其系统。

图6为本申请实施例提供的机械手位置标定方法的流程图，具体包括以下步骤：

S400：将图像采集装置204设置于机械手202。

在本申请提供的一个实施例中，将上述图像采集装置204预设于机械手202上，该图像采集装置204随上述机械手202运动，其运动状态与机械手202保持一致。

S500：获取标定板上标记点206在图像采集装置204中的图像。

在本申请提供的一个实施例中，机械手202通过转轴将多个机械臂连接，可实现机械手202在平面内各方向的自由移动。机械手202的一端固定，另一端可连接末端执行器，具体包括操作手，夹取部件，安装部件等执行部件。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，图像采集装置204安装于上述图像采集装置204，且图像采集装置204的运动状态与上述机械手202的运动状态保持一致。当机械手202的位置发生改变时，图像采集装置204跟随机械手202在不同的位置分别进行图像采集。图像采集是指图像采集装置204在运动中获取到标定板上标记点206的位置移动的信息。图像采集装置204采集到上述标定板上标记点206的图像可以包含机械手202自由移动时所能拍摄到的该标记点206。图像采集装置204包括照相机，摄像机等可以采集图像的设备。

S600：根据呈现标记点206的在所述图像中的位置，确定机械手202的位置。

标记点206可以是二维码标识，激光刻蚀点，以二维码形成的点阵等能够在图像中识别定位的标识。

在本申请提供的一个实施例中，标定板标记点206为设置在标定板表面靠近可连接末端执行器的一端的二维码。标定板标记点206用以供图像采集装置204采集标记点206的位置再进一步推算两者之间映射关系，有定位和识别的功能。二维码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面分布的图形编码，可以用来记录数据符号信息。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，在二维码标识的几何中心设有标记点206，从而通过标记点206的位置能够精确推算出机械手202的位置。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，在标定板表面设置的二维码标识粘贴在该标定板上。二维码标识可以以粘贴、喷漆，刻蚀等多种形式存在于标定板上，只要二维码标识能在图像上识别定位即可。

进一步的，在本申请提供的一个实施例中，提供一种用于确定机械手202位移与图像采集装置204采集到的图像映射关系的方法：

以二维码标识的几何中心设为标记点206，设于上述机械手上的图像采集装置204记录标记点206的初始位置，并呈现标记点206在第一图像中的位置。第一图像是机械手202上所设图像采集装置204记录标记点206初始位置时生成的图像，标记点206在第一图像中的位置即为初始位置。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，机械手202从初始位置移动，记录标记点206从初始位置开始发生的位移。记录到标记点206的位移为水平方向的位移。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，上述设于机械手202的图像采集装置204采集标记点206在第二图像中的位置。第二图像指图像采集装置204记录标记点206发生位移后所在位置时生成的图像。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，创建标定板上标记点206在图像中的位移，与呈现标记点206在图像采集装置204的第一图像中的位置、呈现标记点206在图像采集装置204的第二图像中的映射关系，根据映射关系确定机械手202的位置。映射关系是指通过记录第一图像中的标记点206的大小与第二图像中的标记点206的大小确定初始位置和发生位移后位置的距离关系，标记点206的大小不同所对应的距离也不同。通过映射关系和记录的标记点206在图像中的位移情况，可以确定机械手202的位置。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，具体的映射关系为：

在标定板上选择一个像素点作为坐标原点，建立图像的二维直角坐标系(x,y)，x、y轴的方向和单位长度根据实际需要进行选择。设置于标定板的标记点206的初始位置在二维直角坐标系中的坐标为(x₁,y₁)，标记点206发生位移后位置在二维直角坐标系中的坐标为(x₂,y₂)，由(x₁,y₁)和(x₂,y₂)确定标记点206在平面内的位移X。图像采集装置204采集到的图像建立有与标记点206移动平面图像相同的二维直角坐标系，原点位置相对应，x、y轴的方向和单位长度也相同，以便于进行数据分析和处理。标记点206在初始位置时，图像采集装置204采集到的图像中标记点206在二维直角坐标系的坐标为(x₃,y₃)，机械手202发生位移后图像采集装置204采集到的图像中标记点206在二维直角坐标系的坐标为(x₄,y₄)，由(x₃,y₃)和(x₄,y₄)确定标记点206在图像采集装置204采集到的图像中的位移Y。每一个X和Y之间都存在一一对应的关系，从而建立映射关系。优选的，以标定板上标记点206在机械手202移动平面的正投影几何中心点为原点建立平面二维直角坐标系。

通过第一图像和第二图像中设于标定板的标记点206在图像中的位置不同，确定标记点206在第一图像和第二图像中的映射关系，从而确定机械手202的位置。记录标记点206的位移来确定机械手202的位置，提高了识别的精确度。通过图像记录机械手202的位移，确定机械手202的位置，不再需要对机械手202复杂的运行轨迹进行计算，简化了识别过程。

以上是本申请实施例提供的另一种方法，基于同样思路，请参照图7，为本申请实施例提供的机械手位置标定系统。

机械手位置标定系统包括：

图像采集部分400：设置于机械手上，用于获取标定板上标记点在图像采集装置中的图像

处理器500：用于根据呈现上述标定板上的标记点在所述图像中的位置，确定机械手的位置。

标定板表面设置有标记点206，图像采集装置204设置于机械手202并进行图像采集，采集到的图像中标记点206将被识别，从而获取标记点206的位置，经过计算可得到机械手202的位置。

在本申请提供的一个实施例中，图像采集部分具体为：

机械手202通过转轴将多个机械臂连接，可实现机械手在平面内各方向的自由移动。机械手202的一端固定，另一端可连接末端执行器，具体包括操作手，夹取部件，安装部件等执行部件。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，标记点206固定不动，当机械手202的位置发生改变时，图像采集装置204对机械手202在不同的位置分别进行图像采集。图像采集是指图像采集装置204获取到机械手202位置移动的信息。图像采集装置采集到的图像可以包含机械手自由移动时的所有工作环境。图像采集装置204包括照相机，摄像机等可以采集图像的设备。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，处理器具体工作状态为：

标记点可以是二维码标识，激光刻蚀点，以二维码形成的点阵等能够在图像中识别定位的标识。

机械手标记点206为设置在机械手202表面靠近可连接末端执行器的一端的二维码。机械手标记点206用来标记图像采集装置204采集到的图像中机械手202的位置，有定位和识别的功能。二维码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面分布的图形编码，可以用来记录数据符号信息。

标记点206可以是二维码标识，激光刻蚀点，以二维码形成的点阵等能够在图像中识别定位的标识。

在本申请提供的一个实施例中，标定板标记点206为设置在标定板表面靠近可连接末端执行器的一端的二维码。标定板标记点206用以供图像采集装置204采集标记点206的位置再进一步推算两者之间映射关系，有定位和识别的功能。二维码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面分布的图形编码，可以用来记录数据符号信息。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，在二维码标识的几何中心设有标记点206，从而通过标记点206的位置能够精确推算出机械手202的位置。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，在标定板表面设置的二维码标识粘贴在该标定板上。二维码标识可以以粘贴、喷漆，刻蚀等多种形式存在于标定板上，只要二维码标识能在图像上识别定位即可。

进一步的，在本申请提供的一个实施例中，提供一种用于确定机械手202位移与图像采集装置204采集到的图像映射关系的方法：

以二维码标识的几何中心设为标记点206，设于上述机械手上的图像采集装置204记录标记点206的初始位置，并呈现标记点206在第一图像中的位置。第一图像是机械手202上所设图像采集装置204记录标记点206初始位置时生成的图像，标记点206在第一图像中的位置即为初始位置。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，机械手202从初始位置移动，记录标记点206从初始位置开始发生的位移。记录到标记点206的位移为水平方向的位移。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，上述设于机械手202的图像采集装置204采集标记点206在第二图像中的位置。第二图像指图像采集装置204记录标记点206发生位移后所在位置时生成的图像。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，创建标定板上标记点206在图像中的位移，与呈现标记点206在图像采集装置204的第一图像中的位置、呈现标记点206在图像采集装置204的第二图像中的映射关系，根据映射关系确定机械手202的位置。映射关系是指通过记录第一图像中的标记点206的大小与第二图像中的标记点206的大小确定初始位置和发生位移后位置的距离关系，标记点206的大小不同所对应的距离也不同。通过映射关系和记录的标记点206在图像中的位移情况，可以确定机械手202的位置。

进一步的，在本申请提供的又一个实施例中，具体的映射关系为：

在标定板上选择一个像素点作为坐标原点，建立图像的二维直角坐标系(x,y)，x、y轴的方向和单位长度根据实际需要进行选择。设置于标定板的标记点206的初始位置在二维直角坐标系中的坐标为(x₁,y₁)，标记点206发生位移后位置在二维直角坐标系中的坐标为(x₂,y₂)，由(x₁,y₁)和(x₂,y₂)确定标记点206在平面内的位移X。图像采集装置204采集到的图像建立有与标记点206移动平面图像相同的二维直角坐标系，原点位置相对应，x、y轴的方向和单位长度也相同，以便于进行数据分析和处理。标记点206在初始位置时，图像采集装置204采集到的图像中标记点206在二维直角坐标系的坐标为(x₃,y₃)，机械手202发生位移后图像采集装置204采集到的图像中标记点206在二维直角坐标系的坐标为(x₄,y₄)，由(x₃,y₃)和(x₄,y₄)确定标记点206在图像采集装置204采集到的图像中的位移Y。每一个X和Y之间都存在一一对应的关系，从而建立映射关系。优选的，以标定板上标记点206在机械手202移动平面的正投影几何中心点为原点建立平面二维直角坐标系。

通过第一图像和第二图像中设于标定板的标记点206在图像中的位置不同，确定标记点206在第一图像和第二图像中的映射关系，从而确定机械手202的位置。记录标记点206的位移来确定机械手202的位置，提高了识别的精确度。通过图像记录机械手202的位移，确定机械手202的位置，不再需要对机械手202复杂的运行轨迹进行计算，简化了识别过程。

下面介绍本申请具体的应用场景：

首先确定一个具体的映射关系：

以标定板上标记点206在机械手202所设图像采集装置204移动平面的正投影几何中心点为原点，建立图像的二维直角坐标系(x,y)，确定x轴的方向，y轴方向与x轴垂直，单位长度为1厘米。设于标定板上的标记点206的初始位置在二维直角坐标系中的坐标为(x₁,y₁)，标记点206发生位移后位置在二维直角坐标系中的坐标为(x₂,y₂)，由(x₁,y₁)和(x₂,y₂)确定标记点206在平面内的位移A。图像采集装置204采集到的图像建立有与标记点206移动平面图像相同的二维直角坐标系，原点位置相对应，x、y轴的方向和单位长度也相同，以便于进行数据分析和处理。上述标记点206在初始位置时，图像采集装置204采集到的图像中设于标定板的标记点206在二维直角坐标系的坐标为(x₃,y₃)，机械手202发生位移后图像采集装置204采集到的图像中上述标记点206在二维直角坐标系的坐标为(x₄,y₄)，由(x₃,y₃)和(x₄,y₄)确定上述标记点206在图像采集装置204采集到的图像中的位移B。每一个A和B之间都存在一一对应的关系，从而建立映射关系。

具体应用为：

机械手202由多个机械臂通过转轴连接组成，机械手202的一端固定，另一端可安装多种执行部件，并在一定范围内的水平方向上自由移动。在机械手202安装执行部件端的附近设有图像采集装置204。

上述二维码固定在某一点上，当机械手202任意移动时，相机总是可以拍到二维码所在的位置，并能清晰的拍到二维码标签。二维码标签的几何中心有一标记点206，此标记点206可以确定二维码的位置。

当机械手202在初始状态时，相机对标记点206所在区域拍照，并将照片上传至后台，后台通过识别找到照片中的二维码标签，以二维码标签上的标记点206在照片上的位置作为标记点206的初态位置。

当机械手202发生移动时，相机对二维码所在区域再次进行拍照，并将照片上传至后台，后台通过识别找到照片中的二维码标签，以二维码标签上的标记点206在照片上的位置作为标记点206的末态位置。

系统根据初态位置和末态位置创建标记点206在照片中的位移轨迹，并将已有的映射关系和位移轨迹结合，确定机械手202的实际位置。

以图像记录并分析确定的位置，简化了识别机械手202位置的过程。同时，以二维码标识的几何中心作为标识点206，提高了识别精度。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种机械手位置标定方法，其特征在于，包括：

获取机械手在图像采集装置中的图像；

根据呈现机械手的标记点在所述图像中的位置，确定机械手的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

创建机械手标记点并记录机械手的标记点的初始位置；

记录呈现机械手的标记点在图像采集装置采集的第一图像中的位置；

记录机械手标记点从所述初始位置的位移；

记录呈现机械手的标记点在图像采集装置采集的第二图像中的位置；

创建所述机械手标记点的位移，与呈现机械手的标记点在图像采集装置的第一图像中的位置、呈现机械手的标记点在图像采集装置的第二图像中的位置之间的映射关系；

根据所述映射关系，确定机械手的位置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述机械手标记点为设置于机械手表面的二维码标识。

4.一种机械手位置标定系统，其特征在于，包括：

图像采集部分，用于获取机械手在所述图像采集装置中的图像；

处理器，用于根据呈现机械手的标记点在所述图像中的位置，确定机械手的位置。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：

所述系统还包括标记体，用于：创建机械手的标记点；

所述系统还包括存储装置，用于：

记录机械手的标记点的初始位置；

记录呈现机械手的标记点在图像采集装置采集的第一图像中的位置；

记录机械手标记点从所述初始位置的位移；

记录呈现机械手的标记点在图像采集装置采集的第二图像中的位置；

创建所述机械手标记点的位移，与呈现机械手的标记点在图像采集装置的第一图像中的位置、呈现机械手的标记点在图像采集装置的第二图像中的位置之间的映射关系；

所述处理器还用于根据所述映射关系，确定机械手的位置。

6.一种机械手位置标定方法，其特征在于，包括：

将图像采集装置设置于机械手；

获取标定板上标记点在图像采集装置中的图像；

根据呈现所述标记点的在所述图像中的位置，确定机械手的位置。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

创建标定板上的标记点并记录所述标记点的初始位置；

记录呈现所述标记点在图像采集装置采集的第一图像中的位置；

记录所述标记点从所述初始位置的位移；

记录呈现所述标记点在图像采集装置采集的第二图像中的位置；

创建所述所述标记点的位移，与呈现所述标记点在图像采集装置的第一图像中的位置、呈现所述标记点在图像采集装置的第二图像中的位置之间的映射关系；

根据所述映射关系，确定机械手位置。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述标定板上的标记点为设置于标定板表面的二维码标识。

9.一种机械手位置标定系统，其特征在于，包括：

图像采集部分，设置于机械手上，用于获取标定板上标记点在图像采集装置中的图像；

处理器，用于根据呈现所述标定板上的标记点在所述图像中的位置，确定机械手的位置。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：

所述系统还包括标记体，用于：创建标定板上的标记点；

所述系统还包括存储装置，用于：记录标定板标记点的初始位置；

记录呈现标定板标记点在图像采集装置采集的第一图像中的位置；

记录标定板标记点从所述初始位置的位移；

记录呈现标定板上的标记点在图像采集装置采集的第二图像中的位置；

创建所述标定板标记点的位移，与呈现标定板上的标记点在图像采集装置的第一图像中的位置、呈现标定板上的标记点在图像采集装置的第二图像中的位置之间的映射关系；

所述处理器还用于根据所述映射关系，确定机械手的位置。