CN108168448A - 一种基于机器人辅助相机定位检测工件高度的方法 - Google Patents

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姜作诚
李承翰
刘鸿旺
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Abstract

本发明涉及一种基于机器人辅助相机定位检测工件高度的方法，将垛盘放入卡具上并固定；建立机器人的第一基坐标系和第二基坐标系，使第一基坐标系和第二基坐标系具有相同的原点、X轴、Y轴和Z轴；在第一基坐标系下移动激光测距传感器，对基准工件位置进行标定；在第一基坐标系下，激光测距传感器移动至高度基准点，采集高度基准点到目标检测隔板的距离值，计算目标检测隔板偏移的高度；按目标检测隔板偏移的高度，对第二坐标系进行高度偏移，得到高度补偿后的第二基坐标系。本发明弥补2D相机无法对高度进行检测的问题，通过对目标检测隔板偏移的高度的计算，实现对高度的补偿，省去拆垛机，节约成本，提高效率。

Description

一种基于机器人辅助相机定位检测工件高度的方法
技术领域
本发明涉及工件高度检测领域，具体地说是一种基于机器人辅助相机定位检测工件高度的方法。
背景技术
视觉在定位过程中，为了保证定位精度，相机与工件的高度要保持一致，在一些应用中，工件是放在托盘上成垛出现的，视觉无法与工件高度保持一致。现有技术需要人工将工件逐一从垛盘上拿下来，放在统一高度的平台，或者使用拆垛机的方式。现有技术劳动强度大、生产成本高、结构复杂、效率低，所以现有技术有待提高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种基于机器人辅助相机定位检测工件高度的方法，通过偏移机器人坐标系实现对高度的补偿。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种基于机器人辅助相机定位检测工件高度的方法，包括以下步骤：
步骤1：将垛盘放入卡具上并固定；
步骤2：建立机器人的第一基坐标系和第二基坐标系，使第一基坐标系和第二基坐标系具有相同的原点、X轴、Y轴和Z轴；
步骤3：在第一基坐标系下移动激光测距传感器，对基准工件位置进行标定；
步骤4：在第一基坐标系下，激光测距传感器移动至高度基准点，采集高度基准点到目标检测隔板的距离值，计算目标检测隔板偏移的高度；
步骤5：按目标检测隔板偏移的高度，对第二坐标系进行高度偏移，得到高度补偿后的第二基坐标系。
所述垛盘为放置工件的托盘，且每层工件用隔板隔开；
所述第一基坐标系为初始坐标系，用于对高度进行标定，且该坐标系的原点、X轴、Y轴和Z轴不变。
所述第二基坐标系用于对目标工件进行高度检测。
所述激光测距传感器固定于移动机器人的法兰盘。
所述对基准工件进行距离标定包括
在第一基坐标系中，选取激光测距传感器在Z轴上任意一点作为Z轴的距离基准点，该点到基准工件所在隔板的距离值作为Z轴的基准距离。
所述计算目标检测隔板偏移的高度为激光测距传感器对目标工件的检测值和基准距离之间的差值。
所述对第二坐标系进行高度偏移为X轴和Y轴不变，对Z轴进行偏移，包括：
Z轴方向的偏移量为：
Z方向偏移量为：△Z＝AP1-A′△P1；
其中，△Z为在第二基坐标系下Z方向偏移量，A′△P1为在第二基坐标系下偏移后的激光测距传感器在Z轴上到目标检测工件的距离，AP1为在第一基坐标系下激光测距传感器在Z轴上到基准工件隔板的基准距离。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明弥补2D相机无法对高度进行检测的问题，通过对目标检测隔板偏移的高度的计算，实现对高度的补偿；
2.本发明省去拆垛机，节约成本，提高效率。
附图说明
图1是本发明的待测工件放置图；
图2是本发明的高度偏移补偿示意图。
其中，1为托盘、2为隔板、3为工件，4为第二基坐标系，5为第一基坐标系，6为第一基坐标系下的隔板，7为第二基坐标系下的隔板。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
基于机器人辅助相机定位检测工件高度的方法，步骤1：将垛盘放入卡具上并固定；
步骤2：建立机器人第一基坐标系和第二基坐标系，使第一基坐标系和第二基坐标系具有相同的原点、X轴、Y轴和Z轴；
步骤3：在基坐标系下移动激光测距传感器，对基准工件位置进行标定；
步骤4：在第一基坐标系下，激光测距传感器移动至高度基准点，采集高度基准点到目标检测隔板的距离值，计算目标检测隔板偏移的高度。按目标检测隔板偏移的高度，对第二坐标系进行高度偏移，得到高度补偿后的第二基坐标系。
第一基坐标系为初始坐标系，用于对高度进行标定，且该坐标系的原点、X轴、Y轴和Z轴不变；所述第二基坐标系用于对目标工件进行高度检测。
激光测距传感器固定于移动机器人的法兰盘。
如图1所示为待测工件放置图。
垛盘为放置工件的托盘。每层工件用隔板隔开。
如图2所示为本发明的高度偏移补偿示意图。
对基准工件进行距离标定，其中距离标定：在第一基坐标系中，选取激光测距传感器在Z轴上任意一点作为Z轴的距离基准点，该点到基准工件所在隔板的距离值作为Z轴的基准距离。
目标检测工件在距离补偿后的第二基坐标系的高度位置与基准工件在第二基坐标系的高度位置相同。
所述Z轴方向的偏移量为：
Z方向偏移量为：△Z＝AP1-A′△P1；
其中，△Z为在第二基坐标系下Z方向偏移量，A′△P1为在第二基坐标系下偏移后的激光测距传感器在Z轴上到目标检测工件的距离，AP1为在第一基坐标系下激光测距传感器在Z轴上到基准工件隔板的距离。

Claims (8)

1.一种基于机器人辅助相机定位检测工件高度的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将垛盘放入卡具上并固定；
步骤2：建立机器人的第一基坐标系和第二基坐标系，使第一基坐标系和第二基坐标系具有相同的原点、X轴、Y轴和Z轴；
步骤3：在第一基坐标系下移动激光测距传感器，对基准工件位置进行标定；
步骤4：在第一基坐标系下，激光测距传感器移动至高度基准点，采集高度基准点到目标检测隔板的距离值，计算目标检测隔板偏移的高度；
步骤5：按目标检测隔板偏移的高度，对第二坐标系进行高度偏移，得到高度补偿后的第二基坐标系。
2.根据权利要求1所述的基于机器人辅助相机定位检测工件高度的方法，其特征在于：所述垛盘为放置工件的托盘，且每层工件用隔板隔开。
3.根据权利要求1所述的基于机器人辅助相机定位检测工件高度的方法，其特征在于：所述第一基坐标系为初始坐标系，用于对高度进行标定，且该坐标系的原点、X轴、Y轴和Z轴不变。
4.根据权利要求1所述的基于机器人辅助相机定位检测工件高度的方法，其特征在于：所述第二基坐标系用于对目标工件进行高度检测。
5.根据权利要求1所述的基于机器人辅助相机定位检测工件高度的方法，其特征在于：所述激光测距传感器固定于移动机器人的法兰盘。
6.根据权利要求1所述的基于机器人辅助相机定位检测工件高度的方法，其特征在于：所述对基准工件进行距离标定包括
在第一基坐标系中，选取激光测距传感器在Z轴上任意一点作为Z轴的距离基准点，该点到基准工件所在隔板的距离值作为Z轴的基准距离。
7.根据权利要求1所述的基于机器人辅助相机定位检测工件高度的方法，其特征在于：所述计算目标检测隔板偏移的高度为激光测距传感器对目标工件的检测值和基准距离之间的差值。
8.根据权利要求1所述的基于机器人辅助相机定位检测工件高度的方法，其特征在于：所述对第二坐标系进行高度偏移为X轴和Y轴不变，对Z轴进行偏移，包括：
Z轴方向的偏移量为：
Z方向偏移量为：△Z＝AP1-A′△P1；
其中，△Z为在第二基坐标系下Z方向偏移量，A′△P1为在第二基坐标系下偏移后的激光测距传感器在Z轴上到目标检测工件的距离，AP1为在第一基坐标系下激光测距传感器在Z轴上到基准工件隔板的基准距离。
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