CN109636849A - 一种工件定位方法、装置、计算机及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种工件定位方法，通过获取工件第一点的第一像素坐标，第一点位于工件的第一边缘；根据第一像素坐标，获取第一点的第一坐标；获取工件第二点的第二像素坐标，第二点位于工件的第二边缘，根据第二像素坐标，获取第二点的第二坐标；根据第一坐标、第二坐标、参考点坐标，确定工件的定位参数；发送定位参数至定位设备，以便定位设备对工件进行定位。由第一坐标、第二坐标及参考点坐标得到定位参数后，定位设备便可以对工件定位，由于第一坐标和第二坐标分别由第一像素坐标和第二像素坐标转换得到，因此只要得到第一点和第二点的信息即可，不需要工件表面的轮廓信息。本申请还提供一种具有上述优点的装置、计算机及计算机可读存储介质。

Description

一种工件定位方法、装置、计算机及计算机可读存储介质

技术领域

本申请涉及工件定位技术领域，特别是涉及一种工件定位方法、装置、计算机及计算机可读存储介质。

背景技术

在工业生产中，机器手臂的应用越来越广泛，让人们从高精度取放、高负荷搬运工件劳动强度中解放出来。获取工件在坐标系中的位置是最为关键的一步，需要机器视觉提供准确定位方法。

现有的对工件定位方法中，直接采用相机垂直工件进行拍照，获取工件整体在像素空间的坐标位置，最终根据像素空间与世界坐标系的位置关系，计算出工件在世界坐标系中准确位置。现有工件定位方法，对非中心对称的大型工件(长、宽均在500mm以上)进行定位时，需要配置特定的相机与镜头，对大型工件进行全视野拍照，获取大型工件边角轮廓信息，从而实现对大型工件的定位。

发明内容

本申请的目的是提供一种工件定位方法、装置、计算机及计算机可读存储介质，以解决现有技术中对非中心对称的大型工件进行定位时，需要工件的轮廓信息对工件进行定位的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供一种工件定位方法，包括：

获取工件第一点的第一像素坐标，所述第一点位于所述工件的第一边缘；

对所述第一像素坐标进行转换，得到所述第一点的第一坐标；

获取所述工件第二点的第二像素坐标，所述第二点位于所述工件的第二边缘；

对所述第二像素坐标进行转换，得到所述第二点的第二坐标；

根据所述第一坐标、所述第二坐标、参考点坐标，确定所述工件的定位参数；

发送所述定位参数至定位设备，以便所述定位设备对所述工件进行定位。

可选的，所述第一点和所述第二点分别位于第一图像和第二图像中，在所述获取工件第一点的第一像素坐标之前还包括：

对所述第一图像进行灰度截取；

在所述获取所述工件第二点的第二像素坐标之前还包括：

对所述第二图像进行灰度截取。

可选的，所述第一点为所述工件的第一交点，所述第二点为所述工件的第二交点。

可选的，对所述第一点和所述第二点获取图像时，在所述工件相对的两侧，分别设置拍摄设备和光源。

本申请还提供一种工件定位装置，包括：

第一获取模块，用于获取工件第一点的第一像素坐标，所述第一点位于所述工件的第一边缘；

第一转换模块，用于对所述第一像素坐标进行转换，得到所述第一点的第一坐标；

第二获取模块，用于获取所述工件第二点的第二像素坐标，所述第二点位于所述工件的第二边缘；

第二转换模块，用于对所述第二像素坐标进行转换，得到所述第二点的第二坐标；

确定模块，用于根据所述第一坐标、所述第二坐标、参考点坐标，确定所述工件的定位参数；

发送模块，用于发送所述定位参数至定位设备，以便所述定位设备对所述工件进行定位。

可选的，所述第一获取模块具体用于获取工件表面的第一交点的第一像素坐标。

可选的，所述第二获取模块具体用于获取所述工件表面的第二交点的第二像素坐标。

可选的，还包括：

灰度截取模块，用于对第一图像和第二图像进行灰度截取。

本申请还提供一种计算机，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述任一种所述工件定位方法的步骤。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种所述工件定位方法的步骤。

本申请所提供的工件定位方法，通过获取工件第一点的第一像素坐标，所述第一点位于所述工件的第一边缘；根据所述第一像素坐标，获取所述第一点的第一坐标；获取所述工件第二点的第二像素坐标，所述第二点位于所述工件的第二边缘，根据所述第二像素坐标，获取所述第二点的第二坐标；根据所述第一坐标、所述第二坐标、参考点坐标，确定所述工件的定位参数；发送所述定位参数至定位设备，以便所述定位设备对所述工件进行定位。本申请中根据第一坐标和第二坐标以及参考点坐标，得出工件的定位参数之后，定位设备便可以对工件进行定位，由于第一坐标和第二坐标分别由第一像素坐标和第二像素坐标转换得到，因此，只要得到工件边缘上第一点和第二点的信息即可，不需要工件表面的轮廓信息，就可以对工件进行定位。此外，本申请还提供一种具有上述优点的工件定位装置、计算机及计算机可读存储介质。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的工件定位方法的一种流程图；

图2为本申请实施例提供的工件定位装置的结构框图；

图3为本申请实施例提供的计算机的结构框图；

图4为获取第一图像和第二图像时工件的位置俯视图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅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。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术部分所述，现有技术中对大型非中心对称的工件进行定位时，需要得到大型工件的边角轮廓信息，进而实现对工件进行定位。

有鉴于此，本申请提供了一种工件定位方法，请参考图1，图1为本申请实施例所提供的工件定位方法的一种流程图，该方法包括：

步骤S101：获取工件第一点的第一像素坐标，所述第一点位于所述工件的第一边缘。

需要说明的是，本实施例中对包含第一像素坐标的图片不做具体限定，可视情况而定。例如，可以为经彩色图像处理后的灰度图像，也可以为直接获得灰度图像。

步骤S102：对所述第一像素坐标进行转换，得到所述第一点的第一坐标。

需要指出的是，第一坐标为第一点在世界坐标系中的坐标，将像素坐标转换为世界坐标系中的坐标的方法，已被本领域技术人员所熟知，此处不再详细赘述。

步骤S103：获取所述工件第二点的第二像素坐标，所述第二点位于所述工件的第二边缘。

需要说明的是，本实施例中对第二像素坐标不做具体限定，可视情况而定。例如，第一像素坐标可以为包含第二点的彩色图像中的像素坐标，也可以为包含第二点的灰度图像中的像素坐标。

需要说明的是，第一边缘和第二边缘位于工件的同一表面中，该表面与拍摄设备相对。例如，拍摄设备在工件的上方时，第一边缘和第二边缘位于工件的上表面。

步骤S104：对所述第二像素坐标进行转换，得到所述第二点的第二坐标。

需要指出的是，第二坐标为第二点在世界坐标系中的坐标。

步骤S105：根据所述第一坐标、所述第二坐标、参考点坐标，确定所述工件的定位参数。

需要说明的是，参考点坐标为世界坐标系中的坐标，本实施例中参考点的位置不做具体限定，可自行选择。

可选的，当有多个相同的工件需要定位时，选择参考点的位置在工件表面中心位置附近，参考点的位置越接近工件表面中心位置，对下一个工件定位时，定位差值余量越小，准确性越高。

具体的，定位装置抓取工件时，与工件接触区域的中点为参考点。

具体的，定位参数包括横向偏移量、纵向偏移量和偏移角度三个参数。

步骤S106：发送所述定位参数至定位设备，以便所述定位设备对所述工件进行定位。

需要说明的是，本实施中对包含第一点的图像和包含第二点的图像的关系不做具体限定，包含第一点的图像和包含第二点的图像可以为同一幅图像，也可以为两幅图像。

需要说明的是，在对工件定位之前，需要对同样的工件进行一次操作，获得第一点的第一像素坐标和第二点的第二像素坐标，转化后得到第一坐标和第二坐标，即标定工件定位的标准位置，即确定需要摆放的位置。对于需要定位的工件，横向偏移量、纵向偏移量和偏移角度是相对于标准位置而言。

本申请所提供的工件定位方法，通过获取工件第一点的第一像素坐标，所述第一点位于所述工件的第一边缘；根据所述第一像素坐标，获取所述第一点的第一坐标；获取所述工件第二点的第二像素坐标，所述第二点位于所述工件的第二边缘，根据所述第二像素坐标，获取所述第二点的第二坐标；根据所述第一坐标、所述第二坐标、参考点坐标，确定所述工件的定位参数；发送所述定位参数至定位设备，以便所述定位设备对所述工件进行定位。本申请中根据第一坐标和第二坐标以及参考点坐标，得出工件的定位参数之后，定位设备便可以对工件进行定位，由于第一坐标和第二坐标分别由第一像素坐标和第二像素坐标转换得到，因此，只要得到工件边缘上第一点和第二点的信息即可，不需要工件表面的轮廓信息，就可以对工件进行定位。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一点和所述第二点分别位于第一图像和第二图像中，在所述获取工件第一点的第一像素坐标之前还包括：

对所述第一图像进行灰度截取；

在所述获取所述工件第二点的第二像素坐标之前还包括：

对所述第二图像进行灰度截取。

需要说明的是，本实施例中在获取第一图像和第二图像时，在拍摄设备与工件距离不变的条件下，可以将拍摄设备固定设置在某一位置处，对工件进行旋转，分别得到第一图像和第二图像，还可以将工件的位置固定，对拍摄设备进行旋转，分别得到第一图像和第二图像。由于只需要获得第一像素坐标和第二像素坐标，所以在获取的第一图像和第二图像中可以只包含工件的部分区域，即通过小视野对工件进行拍照，获取部分工件的图像，避免采用通过对工件进行全视野拍照获取整个工件的图像的方法，在分辨率相同的情况下，本实施例中降低了对拍摄设备像素的要求，并且，即使空间中有部分干涉也不会对定位结果产生影响，可以摆脱空间环境的制约，而全视野拍照获取整个工件的图像，需要足够的工作距离，对空间有一定的要求。

本实施例所提供的工件定位方法，在获取第一像素和第二像素之前，对第一图像和第二图像分别进行灰度截取，使得到的第一像素坐标和第二像素坐标更加精确，从而使第一坐标和第二坐标更加精确，进而使定位参数更加准确，提高对工件进行定位时的精确度。

具体的，在本申请的一个实施例中，所述第一点为工件表面的第一交点，所述第二点为所述工件表面的第二交点。

本实施例中，第一点和第二点分别为工件上两条边缘的交点，通过两条边缘相交的方式分别得到第一点和第二点，可以进一步提升第一点和第二点的坐标的准确度，进而使得定为参数更加准确，对工件进行定位时更加准确。

在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，对所述第一点和所述第二点获取图像时，在所述工件相对的两侧，分别设置拍摄设备和光源。

具体的，当拍摄设备在工件的上方对工件拍摄获取图像时，在工件的下方设置光源，增加光源可以使图像中工件的边缘更加清晰地显示出来，获取第一像素坐标和第二像素坐标时，精确度提高，从而使定位参数更加准确，对工件进行定位也更加准确。

具体的，当对所述第一点和所述第二点分别位于第一图像和第二图像中时，光源只需要分别对包含第一点的部分区域以及包含第二点的部分区域进行照射即可，即可采用小型光源进行照射，相较于对整个工件进行照射时，需要大型光源才能满足，降低了对光源的要求。

下面对本申请实施例提供的工件定位装置进行介绍，下文描述的工件定位装置与上文描述的工件定位方法可相互对应参照。

图2为本申请实施例提供的工件定位装置的结构框图，参照图2工件定位装置可以包括：

第一获取模块100，用于获取工件第一点的第一像素坐标，所述第一点位于所述工件的第一边缘；

第一转换模块200，用于对所述第一像素坐标进行转换，得到所述第一点的第一坐标；

第二获取模块300，用于获取所述工件第二点的第二像素坐标，所述第二点位于所述工件的第二边缘；

第二转换模块400，用于对所述第二像素坐标进行转换，得到所述第二点的第二坐标；

确定模块500，用于根据所述第一坐标、所述第二坐标、参考点坐标，确定所述工件的定位参数；

发送模块600，用于发送所述定位参数至定位设备，以便所述定位设备对所述工件进行定位。

可选的，第一获取模块100具体用于获取工件表面的第一交点的第一像素坐标。

可选的，第二获取模块300具体用于获取所述工件表面的第二交点的第二像素坐标。

在上述实施例的基础上，工件定位装置还包括：

灰度截取模块，用于对第一图像和第二图像进行灰度截取。

本实施例的工件定位装置用于实现前述的工件定位方法，因此工件定位装置中的具体实施方式可见前文中的工件定位方法的实施例部分，例如，第一获取模块100，第一转换模块200，第二获取模块300，第二转换模块400，确定模块500和发送模块600，分别用于实现上述工件定位方法中步骤S101，S102，S103，S104，S105和S106，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。

本申请所提供的工件定位装置，通过获取工件第一点的第一像素坐标，所述第一点位于所述工件的第一边缘；根据所述第一像素坐标，获取所述第一点的第一坐标；获取所述工件第二点的第二像素坐标，所述第二点位于所述工件的第二边缘，根据所述第二像素坐标，获取所述第二点的第二坐标；根据所述第一坐标、所述第二坐标、参考点坐标，确定所述工件的定位参数；发送所述定位参数至定位设备，以便所述定位设备对所述工件进行定位。本申请中根据第一坐标和第二坐标以及参考点坐标，得出工件的定位参数之后，定位设备便可以对工件进行定位，由于第一坐标和第二坐标分别由第一像素坐标和第二像素坐标转换得到，因此，只要得到工件边缘上第一点和第二点的信息即可，不需要工件表面的轮廓信息，就可以对工件进行定位。

下面对本申请实施例提供的计算机进行介绍，下文描述的计算机与上文描述的工件定位方法可相互对应参照。

图3为本申请实施例提供的计算机的结构框图，参照图计算机可以包括：

存储器11，用于存储计算机程序；

处理器12，用于执行所述计算机程序时实现上述任一种所述工件定位方法的步骤。

本实施例中所提供的计算机，根据第一坐标和第二坐标以及参考点坐标，得出工件的定位参数之后，定位设备便可以对工件进行定位，由于第一坐标和第二坐标分别由第一像素坐标和第二像素坐标转换得到，因此，只要得到工件边缘上第一点和第二点的信息即可，不需要工件表面的轮廓信息，就可以对工件进行定位。

下面对本申请实施例提供的计算机可读存储介质进行介绍，下文描述的计算机可读存储介质与上文描述的工件定位方法可相互对应参照。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种所述工件定位方法的步骤。

本实施例中所提供的计算机可读存储介质，根据第一坐标和第二坐标以及参考点坐标，得出工件的定位参数之后，定位设备便可以对工件进行定位，由于第一坐标和第二坐标分别由第一像素坐标和第二像素坐标转换得到，因此，只要得到工件边缘上第一点和第二点的信息即可，不需要工件表面的轮廓信息，就可以对工件进行定位。

下面以一具体情况，对本申请中所提供的工件定位方法中进行进一步阐述。

请参考图4，图4为定位工件时获取第一图像和第二图像时工件的位置俯视图。

利用机械臂抓取的方式进行定位，同时利用机械臂对工件进行旋转，旋转点与参考点为同一点。

本实施例中设置拍摄设备的位置固定，且拍摄设备位于工件的上方，在工件的下方设置光源3。定位之前，对同样的工件进行定位操作，获得定位的标准位置。获得标准位置时，第一点的第一坐标，经第一像素坐标转化后为(x₁₀,y₁₀)，以(x,y)为旋转点，旋转180°后，第二点的第二坐标，经第二像素坐标转化后为(x₂₀,y₂₀)，还原至真实空间中的坐标为(x₂₀+a,y₂₀+b)，其中，a表示工件旋转前后，在拍摄设备的坐标系中水平方向偏移量，b表示工件旋转前后，在拍摄设备的坐标系中垂直方向偏移量。

所以，标准位置处对角中点的坐标为[(x₁₀+x₂₀+a)/2,(y₁₀+y₂₀+b)/2]，标准位置处θ₁＝arctan(y₂₀+b-y₁₀)/(x₂₀+a-x₁₀)。

对需要定位的工件，工件旋转前位置1拍摄得到第一图像，第一点的第一坐标，经第一像素坐标转化后为(x₁₁,y₁₁)，工件旋转180°后位置2，第二点的第二坐标，经第二像素坐标转化后为(x₂₁,y₂₁)，还原至真实空间以标准位置插补的形式则表示为[x₂₀+a-(x₂₁-x₂₀),y₂₀+b-(y₂₁-y₂₀)]，需要定位的工件的参考点为(x₀,y₀)，同时也是旋转点。

所以，需要定位的工件对角中点的坐标为[(x₁₁+2x₂₀+a-x₂₁)/2,(y₁₁+2y₂₀+b-y₂₁)/2]，则：

工件的横向偏移量X＝(x₁₁+x₂₀-x₂₁-x₁₀)/2；

工件的纵向偏移量Y＝(y₁₁+y₂₀-y₂₁-y₁₀)/2；

定位工件位置处θ₂＝arctan(2y₂₀+b-y₂₁-y₁₁)/(2x₂₀+a-x₂₁-x₁₁)；

偏移角度θ＝θ₂-θ₁；

将工件的横向偏移量、纵向偏移量、偏移角度发送至机械臂，机械臂便可以对工件进行定位。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本申请所提供的工件定位方法、装置计算机以及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种工件定位方法，其特征在于，包括：

获取工件第一点的第一像素坐标，所述第一点位于所述工件的第一边缘；

对所述第一像素坐标进行转换，得到所述第一点的第一坐标；

获取所述工件第二点的第二像素坐标，所述第二点位于所述工件的第二边缘；

对所述第二像素坐标进行转换，得到所述第二点的第二坐标；

根据所述第一坐标、所述第二坐标、参考点坐标，确定所述工件的定位参数；

发送所述定位参数至定位设备，以便所述定位设备对所述工件进行定位。

2.如权利要求1所述的工件定位方法，其特征在于，所述第一点和所述第二点分别位于第一图像和第二图像中，在所述获取工件第一点的第一像素坐标之前还包括：

对所述第一图像进行灰度截取；

在所述获取所述工件第二点的第二像素坐标之前还包括：

对所述第二图像进行灰度截取。

3.如权利要求2所述的工件定位方法，其特征在于，所述第一点为工件表面的第一交点，所述第二点为所述工件表面的第二交点。

4.如权利要求1至3任一项所述的工件定位方法，其特征在于，对所述第一点和所述第二点获取图像时，在所述工件相对的两侧，分别设置拍摄设备和光源。

5.一种工件定位装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取工件第一点的第一像素坐标，所述第一点位于所述工件的第一边缘；

第一转换模块，用于对所述第一像素坐标进行转换，得到所述第一点的第一坐标；

第二获取模块，用于获取所述工件第二点的第二像素坐标，所述第二点位于所述工件的第二边缘；

第二转换模块，用于对所述第二像素坐标进行转换，得到所述第二点的第二坐标；

确定模块，用于根据所述第一坐标、所述第二坐标、参考点坐标，确定所述工件的定位参数；

发送模块，用于发送所述定位参数至定位设备，以便所述定位设备对所述工件进行定位。

6.如权利要求5所述的工件定位装置，其特征在于，所述第一获取模块具体用于获取工件表面的第一交点的第一像素坐标。

7.如权利要求6所述的工件定位装置，其特征在于，所述第二获取模块具体用于获取所述工件表面的第二交点的第二像素坐标。

8.如权利要求7所述的工件定位装置，其特征在于，还包括：

灰度截取模块，用于对第一图像和第二图像进行灰度截取。

9.一种计算机，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述工件定位方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述工件定位方法的步骤。