CN110370283A - 机器人当前末端位置坐标自动读取系统 - Google Patents

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明涉及机器人当前末端位置坐标自动读取系统，包括显示系统，显示系统被配置成实时显示机器人模拟模型各关节在空间中的位置和姿态，以及显示物体的像素坐标；机器人末端坐标系统被配置成根据机器人的DH参数由每个轴的关节角度正解求出当前末端坐标系到基坐标系的变换矩阵；物体像素坐标系统被配置成通过Halcon图像处理软件对空间中任意物体进行处理，得到处理物体的像素坐标；保存校正参数系统被配置成处理机器人当前末端坐标系和空间物体像素坐标系之间的关系，从而计算出机器人当前的末端坐标。该系统能够根据物体的坐标自动计算机器人当前的末端坐标，方便机器人根据当前的末端坐标做成相应的移动完成物体的抓取。

Description

机器人当前末端位置坐标自动读取系统
技术领域
本发明涉及一种读取机器人的坐标系统，尤其是机器人当前末端位置坐标自动读取系统。
背景技术
机器人用于各种物体的自动识别、抓取、打磨、喷釉、零件装配等，这些操作的前提是处理好机器人的末端坐标系，即工具坐标系和物体空间坐标系之间的关系。如果机器人末端装有工业相机，还得处理好相机坐标系、物体空间坐标系以及机器人末端坐标系三者之间的关系。前两者可以通过Halcon标定工具经过标定得出，而后者虽可以直接从机器人示教器读出，但需要手动输入坐标值才能和前两者坐标系生成对应的关系。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种能够根据物体的坐标自动计算机器人当前的末端坐标，方便机器人根据当前的末端坐标做成相应的移动完成物体的抓取的机器人当前末端位置坐标自动读取系统，具体技术方案为：
机器人当前末端位置坐标自动读取系统，包括
显示系统，所述显示系统被配置成实时显示机器人模拟模型各关节在空间中的位置和姿态，以及显示物体的像素坐标；
机器人末端坐标系统，所述机器人末端坐标系统被配置成根据机器人的DH参数由每个轴的关节角度正解求出当前末端坐标系到基坐标系的变换矩阵；
物体像素坐标系统，所述物体像素坐标系统被配置成通过Halcon图像处理软件对空间中任意物体进行处理，得到处理物体的像素坐标；及
保存校正参数系统，所述保存校正参数系统被配置成处理机器人当前末端坐标系和空间物体像素坐标系之间的关系，从而计算出机器人当前的末端坐标。
通过采用上述技术方案，显示系统能够直观的显示坐标，方便观察。
基坐标即机器人的原点坐标。机器人底座的中心为原点X、Y、Z(0、0、0)。
保存校正参数系统可以实现空间物体坐标系和机器人末端工具坐标系两者之间的关系，该系统能得出的是两者之间的变换矩阵。由相机得出物体的图像，通过物体像素坐标系统得出物体的像素坐标值，此时机器人根据保存的校正参数，即两者的关系矩阵计算出机器人的当前末端坐标，从而机器人根据当前末端坐标做出相应的移动操作，完成机器人在实训考核工作台上的定位，方便机器人抓取物体。
优选的，所述变换矩阵T，
其中，每个轴关节的T都是由机器人的DH参数决定，
a1，a2，θ1，θ2分别是DH参数表里表示的是机器人基坐标系沿着X0、X1轴平移量和绕Z0、Z1轴旋转角度；以此类推，得到的变换矩阵T通过公式(4)变成坐标值，
式中，Px、Py、Pz为机器人当前末端坐标值。
优选的，所述物体的像素坐标包括X和Y。
通过采用上述技术方案，物体的像素坐标只包含像素坐标X和Y，Z轴方向的坐标可以通过机器人末端坐标进行确定，在忽略物体零件的厚度的前提下，Z轴方向的误差不影响本发明涉及到的标定误差。
优选的，所述物体的像素坐标采用图像局部阈值分割算法将物体的边缘形状清晰的分割出来，然后得到物体中心的像素坐标。
像素坐标直接通过软件得到。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：
本发明提供的机器人当前末端位置坐标自动读取系统能够根据物体的坐标自动计算机器人当前的末端坐标，方便机器人根据当前的末端坐标做成相应的移动完成物体的抓取，使用方便。
具体实施方式
现结对本发明作进一步说明。
机器人当前末端位置坐标自动读取系统，包括
显示系统，所述显示系统被配置成实时显示机器人模拟模型各关节在空间中的位置和姿态，以及显示物体的像素坐标；
机器人末端坐标系统，所述机器人末端坐标系统被配置成根据机器人的DH参数由每个轴的关节角度正解求出当前末端坐标系到基坐标系的变换矩阵；
物体像素坐标系统，所述物体像素坐标系统被配置成通过Halcon图像处理软件对空间中任意物体进行处理，得到处理物体的像素坐标；及
保存校正参数系统，所述保存校正参数系统被配置成处理机器人当前末端坐标系和空间物体像素坐标系之间的关系，从而计算出机器人当前的末端坐标。
其中，变换矩阵T，
其中，每个轴关节的T都是由机器人的DH参数决定，
a1，a2，θ1，θ2分别是DH参数表里表示的是机器人基坐标系沿着X0、X1轴平移量和绕Z0、Z1轴旋转角度；以此类推，得到的变换矩阵T通过公式(4)变成坐标值，
式中，Px、Py、Pz为机器人当前末端坐标值。
物体的像素坐标包括X和Y。物体的像素坐标只包含像素坐标X和Y，Z轴方向的坐标可以通过机器人末端坐标进行确定，在忽略物体零件的厚度的前提下，Z轴方向的误差不影响本发明涉及到的标定误差。
物体的像素坐标采用图像局部阈值分割算法将物体的边缘形状清晰的分割出来，然后得到物体中心的像素坐标。
显示系统能够直观的显示坐标，方便观察。
基坐标即机器人的原点坐标。
保存校正参数系统可以实现空间物体坐标系和机器人末端工具坐标系两者之间的关系，该系统能得出的是两者之间的变换矩阵。由相机得出物体的图像，通过物体像素坐标系统得出物体的像素坐标值，此时机器人根据保存的校正参数，即两者的关系矩阵计算出机器人的当前末端坐标，从而机器人根据当前末端坐标做出相应的移动操作，完成机器人在实训考核工作台上的定位，方便机器人抓取物体。

Claims (4)

1.机器人当前末端位置坐标自动读取系统，其特征在于，包括
显示系统，所述显示系统被配置成实时显示机器人模拟模型各关节在空间中的位置和姿态，以及显示物体的像素坐标；
机器人末端坐标系统，所述机器人末端坐标系统被配置成根据机器人的DH参数由每个轴的关节角度正解求出当前末端坐标系到基坐标系的变换矩阵；
物体像素坐标系统，所述物体像素坐标系统被配置成通过Halcon图像处理软件对空间中任意物体进行处理，得到处理物体的像素坐标；及
保存校正参数系统，所述保存校正参数系统被配置成处理机器人当前末端坐标系和空间物体像素坐标系之间的关系，从而计算出机器人当前的末端坐标。
2.根据权利要求1所述的机器人当前末端位置坐标自动读取系统，其特征在于，所述变换矩阵T，
其中，每个轴关节的T都是由机器人的DH参数决定，
a1，a2，θ1，θ2分别是DH参数表里表示的是机器人基坐标系沿着X0、X1轴平移量和绕Z0、Z1轴旋转角度；以此类推，得到的变换矩阵T通过公式(4)变成坐标值，
式中，Px、Py、Pz为机器人当前末端坐标值。
3.根据权利要求1所述的机器人当前末端位置坐标自动读取系统，其特征在于，
所述物体的像素坐标包括X和Y。
4.根据权利要求3所述的机器人当前末端位置坐标自动读取系统，其特征在于，
所述物体的像素坐标采用图像局部阈值分割算法将物体的边缘形状清晰的分割出来，然后得到物体中心的像素坐标。
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