CN113156607B - 组装棱镜的方法、组装棱镜的装置以及组装棱镜的设备 - Google Patents

组装棱镜的方法、组装棱镜的装置以及组装棱镜的设备 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及组装棱镜技术领域，特别是涉及组装棱镜的方法、组装棱镜的装置以及组装棱镜的设备。该方法包括：在所述棱镜被放置于预设第一工位，以及在所述装配主体被放置于预设第二工位时，对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描，以获取扫描数据；根据所述扫描数据，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型；将所述实物3D模型与理论3D模型进行比对，以获取比对数据，其中，所述理论3D模型为棱镜装配于装配主体的理论模型；根据所述比对数据，控制机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体，从而实现机械手将棱镜装配于装配主体，从而不需要人工手动的进行组装，非常方便。

Description

组装棱镜的方法、组装棱镜的装置以及组装棱镜的设备
技术领域
本发明实施例涉及组装棱镜技术领域，特别是涉及组装棱镜的方法、组装棱镜的装置以及组装棱镜的设备。
背景技术
棱镜是一种用透明材料做成的截面呈三角形的光学器件,在光学仪器中用来把复合光分解成光谱或用来改变光线的方向，也叫三棱镜。棱镜在使用中，往往需要装配到装配主体上，从而一方面维持棱镜的稳定行，从而保障棱镜的精确度，另一方面，通过将棱镜组装在装配主体上，则可有效避免棱镜收到外部物体的摩擦或者碰撞等，从而有效的保护棱镜功能的正常。
本申请的申请人在实现本申请的过程中，发现：目前，传统的将棱镜组装于装配主体的方法是通过人工手动的将棱镜组装于装配主体，人工组装的方式，其效率低且产品的不良率高。
发明内容
鉴于上述问题，本发明实施例提供了组装棱镜的方法、组装棱镜的装置以及组装棱镜的设备，克服了上述问题或者至少部分地解决了上述问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种组装棱镜的方法，用于将棱镜组装于装配主体，所述方法包括：在所述棱镜被放置于预设第一工位，以及在所述装配主体被放置于预设第二工位时，对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描，以获取扫描数据；根据所述扫描数据，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型；将所述实物3D模型与理论3D模型进行比对，以获取比对数据，其中，所述理论3D模型为棱镜装配于装配主体的理论模型；根据所述比对数据，控制机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体。
在一种可选的方式中，所述在所述棱镜被放置于预设第一工位，以及在所述装配主体被放置于预设第二工位时，对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描，以获取扫描数据的步骤，进一步包括：使用激光扫描器对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描；获取所述激光扫描器至所述棱镜和装配主体所在的空间的距离，以形成所述扫描数据。
在一种可选的方式中，所述根据所述扫描数据，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型的步骤，进一步包括：利用逆向成像原理，根据所述激光扫描器至所述棱镜和装配主体所在的空间的距离，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型。
在一种可选的方式中，所述将所述实物3D模型与理论3D模型进行比对，以获取比对数据，其中，所述理论3D模型为棱镜装配于装配主体的理论模型的步骤，进一步包括：根据所述理论3D模型，提取所述棱镜在所述装配主体上的第一位置的信息；将所述实物3D模型与理论3D模型调整为相同的视角，比对所述实物3D模型与理论3D模型，以获取所述实物3D模型中与所述第一位置相对应的第二位置的信息，以形成所述比对数据。
在一种可选的方式中，所述根据所述比对数据，控制机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体的步骤，进一步包括：在所述实物3D模型中，计算所述棱镜与所述第二位置的第一距离，以及所述棱镜与所述第二位置的第一移动角度信息；将所述第一距离换算成世界坐标系中的第二距离；将所述第一移动角度信息换算成世界坐标系中的第二移动角度信息；根据所述第二距离和第二移动角度信息，控制机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体。
在一种可选的方式中，所述方法还包括：在所述机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体时，对装配有棱镜的所述装配主体进行扫描，以对装配情况进行验证。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种组装棱镜的装置，用于将棱镜组装于装配主体，所述装置包括：获取模块，用于在所述棱镜被放置于预设第一工位，以及在所述装配主体被放置于预设第二工位时，对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描，以获取扫描数据；模型生成模块，用于根据所述扫描数据，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型；比对模块，用于将所述实物3D模型与理论3D模型进行比对，以获取比对数据，其中，所述理论3D模型为棱镜装配于装配主体的理论模型；组装模块，用于根据所述比对数据，控制机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体。
在一种可选的方式中，所述获取模块包括：扫描单元，用于使用激光扫描器对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描；获取单元，用于获取所述激光扫描器至所述棱镜和装配主体所在的空间的距离，以形成所述扫描数据。
在一种可选的方式中，所述模型生成模块具体用于利用逆向成像原理，根据所述激光扫描器至所述棱镜和装配主体所在的空间的距离，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型。
在一种可选的方式中，所述比对模块包括：提取单元，用于根据所述理论3D模型，提取所述棱镜在所述装配主体上的第一位置的信息；比对单元，用于将所述实物3D模型与理论3D模型调整为相同的视角，比对所述实物3D模型与理论3D模型，以获取所述实物3D模型中与所述第一位置相对应的第二位置的信息，以形成所述比对数据。
在一种可选的方式中，所述组装模块包括：计算单元，用于在所述实物3D模型中，计算所述棱镜与所述第二位置的第一距离，以及所述棱镜与所述第二位置的第一移动角度信息；距离换算单元，用于将所述第一距离换算成世界坐标系中的第二距离；角度换算单元，用于将所述第一移动角度信息换算成世界坐标系中的第二移动角度信息；组装单元，用于根据所述第二距离和第二移动角度信息，控制机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体。
在一种可选的方式中，所述装置还包括：验证模块，用于在所述机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体时，对装配有棱镜的所述装配主体进行扫描，以对装配情况进行验证。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种组装棱镜的设备，用于将棱镜装配于装配主体，组装棱镜的设备包括：机械手，用于抓取棱镜；机动单元，与所述机械手连接，用于驱动所述机械手将位于第一工位的所述棱镜装配至位于第二工位的所述装配主体；扫描器，用于对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描；至少一个处理器，所述机动单元和扫描器分别与所述至少一个处理器连接，所述至少一个处理器用于控制所述机动单元驱动所述机械手将所述棱镜装配至所述装配主体，以及控制所述扫描单元对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描；存储器，所述存储器与所述至少一个处理器通信连接，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述组装棱镜的方法。
在一种可选的方式中，所述机动单元包括第一驱动件和第二驱动件；所述第一驱动件与所述机械手连接，所述第一驱动件用于驱动所述机械手沿第一方向运动，其中，所述第一方向与所述棱镜远离所述第一工位的一表面垂直；所述第二驱动件与第一驱动件连接，所述第二驱动件用于驱动所述第一驱动件在第一平面上运动，其中，所述第一平面与所述第一方向垂直。
在一种可选的方式中，所述机械手包括连接臂、真空发生器和真空吸盘；所述连接臂的一端与所述第一驱动件连接，所述机械臂的另一端与所述真空发生器连接，所述真空发生器还与所述真空吸盘连接；所述真空发生器还与所述处理器连接，所述处理器用于控制所述真空发生器工作，以使所述真空吸盘吸附所述棱镜。
本发明实施例的有益效果是：区别于现有的通过人工手动将棱镜组装于装配主体的方法，本发明实施例能够实现通过机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体，从而不需要人工手动的进行组装，非常方便。另外，由于在组装时，获取了棱镜和装配主体所在的空间的扫描数据，根据扫描数据，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型，将所述实物3D模型与理论3D模型进行比对，以获取比对数据，以及机械手根据比对数据对棱镜进行组装，则将棱镜组装于装配主体的装配精度高，可不需要棱镜或者装配主体具有较高的加工精度，也可实现对棱镜与装配主体的精确组装。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的一种组装棱镜的方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种获取扫描数据的方法的流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种获取比对数据的方法的流程示意图；
图4是本发明实施例提供的一种控制机械手将棱镜组装于装配主体的方法的流程示意图；
图5是本发明实施例提供的另一种组装棱镜的方法的流程示意图；
图6是本发明实施例提供的一种组装棱镜的装置额示意图；
图7是本发明实施例提供的一种组装棱镜的设备的示意图；
图8是本发明实施例提供的处理器、机动单元和扫描器的连接关系图；
图9是本发明实施例提供的处理器和存储器连接于总线的示意图；
图10是本发明实施例提供的棱镜组装于装配主体的示意图；
图11是本发明实施例提供的机械手和机动单元的细节图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
此外，下面所描述的本发明各个实施例中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例一
请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种组装棱镜的方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：
步骤S10，在所述棱镜被放置于预设第一工位，以及在所述装配主体被放置于预设第二工位时，对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描，以获取扫描数据。
其中，所述预设第一工位用于放置所述棱镜，所述预设第二工位用于放置所述装配主体。
需要说明的是，在一些实施例中，为了方便将棱镜组装于装配主体，则通常将第一工位设置的与第二工位水平。
当然，第一工位和第二工位也可不是呈水平设置的，即对第一工位和第二工位的设置精度要求不高，第一工位和第二工位的设置简单。
值得说明的是，在一些实施例中，请参阅图2，步骤S10进一步包括：
步骤S101，使用激光扫描器对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描。
其中，激光扫描器是一种光学距离传感器，激光扫描器能够发出光束，激光扫描器与处理器连接时，激光扫描器与被扫描物之间的距离可通过激光扫描器与被扫描物之间的激光扫描器发出的光束的长度获得。
值得说明的是，激光扫描器对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描时，具体的，扫描第一工位上的棱镜、第二工位上的装配主体以及棱镜和装配主体之间的空白区。
步骤S102，获取所述激光扫描器至所述棱镜和装配主体所在的空间的距离，以形成所述扫描数据。
其中，扫描数据包括激光扫描器至所述棱镜和装配主体所在的空间的距离。
可以理解的是，所述激光扫描器至所述棱镜和装配主体所在的空间的距离是一系列的数据，包括激光扫描器分别与棱镜上的多个位点、与装配主体上的多个位点，以及与棱镜和装配主体之间的空白区上的多个位点之间的距离。
可以理解的是，获取到的所述激光扫描器至所述棱镜和装配主体所在的空间的距离的数据越多，则对后期依据扫描数据进行棱镜的组装，其精度更高。
步骤S20，根据所述扫描数据，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型。
其中，在一些实施例中，步骤S20进一步包括：利用逆向成像原理，根据所述激光扫描器至所述棱镜和装配主体所在的空间的距离，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型。
需要说明的是，利用逆向成像原理形成的实物3D模型与实际上的位于第一工位的棱镜、位于第二工位的装配主体，以及棱镜和装配主体所在的空间的视角是不同的，可对生成的实物3D模型进行旋转以使其与实际上的位于第一工位的棱镜、位于第二工位的装配主体，以及棱镜和装配主体所在的空间的视角相同。
需要说明的是，在一些实施例中，所述扫描数据不仅包括激光扫描器至所述棱镜和装配主体所在的空间的距离，还包括激光扫描器发出的光束的角度信息，则所述根据所述扫描数据，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型的步骤，进一步包括：根据所述激光扫描器至所述棱镜和装配主体所在的空间的距离，以及所述激光扫描器发出的光束的角度信息，镜像形成所述实物3D模型。
步骤S30，将所述实物3D模型与理论3D模型进行比对，以获取比对数据，其中，所述理论3D模型为棱镜装配于装配主体的理论模型。
其中，理论3D模型显示棱镜装配于装配主体之后的状态，实物3D模型显示的装配主体显示的是棱镜装配于装配主体前的状态。通过比对装配主体被装配棱镜之前和之后的状态，可指导机械手将棱镜装配于装配主体上的正确的位置。
其中，理论3D模型为棱镜装配于装配主体的理论模型。
例如，在对棱镜和装配主体进行生产加工之前，往往会绘制棱镜与装配主体的3D模型，并在3D模型中将棱镜装配于装配主体，形成理论3D模型。
在一些实施例中，请参阅图3，步骤S30具体的，包括：
步骤S301，根据所述理论3D模型，提取所述棱镜在所述装配主体上的第一位置的信息。
可以理解的是，所述第一位置的数量为多个，从而可保障后续对棱镜装配于装配主体的装配精度。
可以理解的是，所述提取所述棱镜在所述装配主体上的第一位置的信息的数量也为多个。
其中，在一些实施例中，所述第一位置的信息包括所述第一位置的坐标。
步骤S302，将所述实物3D模型与理论3D模型调整为相同的视角，比对所述实物3D模型与理论3D模型，以获取所述实物3D模型中与所述第一位置相对应的第二位置的信息，以形成所述比对数据。
可以理解的是，所述第一位置的数量为多个时，所述第二位置的数量为多个，且一所述第二位置对应一所述第一位置。
其中，在一些实施例中，所述第二位置的信息包括所述第二位置的坐标。
在一些实施例中，所述实物3D模型与理论3D模型的缩放比例相同，即装配主体或者棱镜在实物3D模型中的尺寸，与装配主体或者棱镜在理论3D模型中的尺寸相同，由于实物3D模型与理论3D模型被调整为相同的视角，则可通过分别调整实物3D模型与理论3D模型的坐标原点的位置，从而使得第二位置的坐标与第一位置的坐标相同，从而方便后续根据比对数据，控制机械手将棱镜组装于装配主体。
步骤S40，根据所述比对数据，控制机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体。
请参阅图4，步骤S40具体的，包括:
步骤S401，在所述实物3D模型中，计算所述棱镜与所述第二位置的第一距离，以及所述棱镜与所述第二位置的第一移动角度信息。
其中，所述计算所述棱镜与所述第二位置的第一距离的方法，可以是根据所述棱镜上的各个位点的坐标，所述第二位置的坐标，从而计算所述棱镜与所述第二位置的第一距离。
其中，所述第一移动角度信息具体的为，在所述实物3D模型中，棱镜移动至装配主体上并组装在装配主体上时的移动角度。
需要说明的是，在一些实施例中，当第一工位和第二工位呈现水平设置，则上述第一距离为在与棱镜平行的第一平面上，棱镜与所述第二位置的距离，所述第一移动角度信息为在与棱镜平行的第一平面上，棱镜移动至装配主体的上方并正对着棱镜将要组装于装配主体上的位置时的移动角度，从而简化计算。
步骤S402，将所述第一距离换算成世界坐标系中的第二距离。
所述将第一距离换算成世界坐标系中的第二距离的方法为成熟的现有技术，此处不再赘述。
步骤S403，将所述第一移动角度信息换算成世界坐标系中的第二移动角度信息。
将所述第一移动角度信息换算成世界坐标系中的第二移动角度信息的方法为成熟的现有技术，此处不再赘述。
步骤S404，根据所述第二距离和第二移动角度信息，控制机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体。
在一些实施例中，机械手与机动单元连接，所述控制机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体的方法，具体的为，控制机动单元，从而机动单元驱动机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体。
例如，当第一工位和第二工位呈现水平设置，则机动单元驱动机械手将棱镜抓取，上升，在与所述棱镜平行的第一平面上，机动单元驱动机械手根据第二移动角度信息，移动第二距离，机动单元驱动机械手下降，并将棱镜释放，从而实现将棱镜组装于装配主体。
在本发明实施例中，通过在所述棱镜被放置于预设第一工位，以及在所述装配主体被放置于预设第二工位时，对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描，以获取扫描数据；根据所述扫描数据，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型；将所述实物3D模型与理论3D模型进行比对，以获取比对数据，其中，所述理论3D模型为棱镜装配于装配主体的理论模型；根据所述比对数据，控制机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体，从而实现机械手将棱镜装配于装配主体，从而不需要人工手动的进行组装，非常方便。另外，由于在组装时，获取了棱镜和装配主体所在的空间的扫描数据，根据扫描数据，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型，将所述实物3D模型与理论3D模型进行比对，以获取比对数据，以及机械手根据比对数据对棱镜进行组装，则将棱镜组装于装配主体的装配精度高，可不需要棱镜或者装配主体具有较高的加工精度，也可实现对棱镜与装配主体的精确组装。
实施例二
请参阅图5，图5是本发明实施例提供的另一种组装棱镜的方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：
步骤S10’，在所述棱镜被放置于预设第一工位，以及在所述装配主体被放置于预设第二工位时，对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描，以获取扫描数据。
步骤S20’，根据所述扫描数据，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型。
步骤S30’，将所述实物3D模型与理论3D模型进行比对，以获取比对数据，其中，所述理论3D模型为棱镜装配于装配主体的理论模型。
步骤S40’，根据所述比对数据，控制机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体。
步骤S50’，在所述机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体时，对装配有棱镜的所述装配主体进行扫描，以对装配情况进行验证。
其中，步骤S50的一种实现方式为，对装配有棱镜的所述装配主体进行扫描，获取另一扫描数据，根据所述另一扫描数据，对装配有棱镜的所述装配主体进行三维重建，生成另一实物3D模型，将所述另一实物3D模型与理论3D模型进行比对，根据比对结果，在另一实物3D模型中，计算棱镜与装配主体的位姿，与理论3D模型中棱镜与装配主体的位姿之间的差距，判断所述差距是否小于预设值，若是，则判定所述棱镜被成功组装于所述装配主体，若否，则判定所述棱镜组装失败，以及根据所述比对结果，重新控制所述机械手对棱镜在装配主体上的装配位置进行调整。
所述计算棱镜与装配主体的位姿，与理论3D模型中棱镜与装配主体的位姿之间的差距的一种可行的方法为，计算所述棱镜上的第一位点与装配主体上的第二位点的差距，其中，第一位点位于另一实物3D模型中，第二位点为另一实物3D模型中与理论3D模型中相对应的棱镜应该被组装的位点相对应。
所述重新控制所述机械手对棱镜在装配主体上的装配位置进行调整的方法，可参阅实施例一，此处不再赘述。
在本发明实施例中，通过在所述棱镜被放置于预设第一工位，以及在所述装配主体被放置于预设第二工位时，对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描，以获取扫描数据；根据所述扫描数据，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型；将所述实物3D模型与理论3D模型进行比对，以获取比对数据，其中，所述理论3D模型为棱镜装配于装配主体的理论模型；根据所述比对数据，控制机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体，在所述机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体时，对装配有棱镜的所述装配主体进行扫描，以对装配情况进行验证，从而实现机械手将棱镜装配于装配主体，从而不需要人工手动的进行组装，非常方便。另外，由于在组装后，对装配情况进行验证，则可保障棱镜与装配主体之间的组装精度。
实施例三
请参阅图6，图6是本发明实施例提供的一种组装棱镜的装置的示意图，组装棱镜的装置400用于将棱镜组装于装配主体，该装置400包括：获取模块401，用于在所述棱镜被放置于预设第一工位，以及在所述装配主体被放置于预设第二工位时，对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描，以获取扫描数据；模型生成模块402，用于根据所述扫描数据，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型；比对模块403，用于将所述实物3D模型与理论3D模型进行比对，以获取比对数据，其中，所述理论3D模型为棱镜装配于装配主体的理论模型；组装模块404，用于根据所述比对数据，控制机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体。
在一些实施例中，所述获取模块401包括：扫描单元4011，用于使用激光扫描器对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描；获取单元4012，用于获取所述激光扫描器至所述棱镜和装配主体所在的空间的距离，以形成所述扫描数据。
在一些实施例中，所述模型生成模块402具体用于利用逆向成像原理，根据所述激光扫描器至所述棱镜和装配主体所在的空间的距离，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型。
在一些实施例中，所述比对模块403包括：提取单元4031，用于根据所述理论3D模型，提取所述棱镜在所述装配主体上的第一位置的信息；比对单元4032，用于将所述实物3D模型与理论3D模型调整为相同的视角，比对所述实物3D模型与理论3D模型，以获取所述实物3D模型中与所述第一位置相对应的第二位置的信息，以形成所述比对数据。
在一些实施例中，所述组装模块404包括：计算单元4041，用于在所述实物3D模型中，计算所述棱镜与所述第二位置的第一距离，以及所述棱镜与所述第二位置的第一移动角度信息；距离换算单元4042，用于将所述第一距离换算成世界坐标系中的第二距离；角度换算单元4043，用于将所述第一移动角度信息换算成世界坐标系中的第二移动角度信息；组装单元4044，用于根据所述第二距离和第二移动角度信息，控制机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体。
在一些实施例中，所述装置400还包括：验证模块405，用于在所述机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体时，对装配有棱镜的所述装配主体进行扫描，以对装配情况进行验证。
在本发明实施例中，通过获取模块401，在所述棱镜被放置于预设第一工位，以及在所述装配主体被放置于预设第二工位时，对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描，以获取扫描数据；通过模型生成模块402，根据所述扫描数据，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型；通过比对模块403，将所述实物3D模型与理论3D模型进行比对，以获取比对数据，其中，所述理论3D模型为棱镜装配于装配主体的理论模型；通过组装模块404，根据所述比对数据，控制机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体，从而实现机械手将棱镜装配于装配主体，从而不需要人工手动的进行组装，非常方便。另外，由于在组装时，获取了棱镜和装配主体所在的空间的扫描数据，根据扫描数据，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型，将所述实物3D模型与理论3D模型进行比对，以获取比对数据，以及机械手根据比对数据对棱镜进行组装，则将棱镜组装于装配主体的装配精度高，可不需要棱镜或者装配主体具有较高的加工精度，也可实现对棱镜与装配主体的精确组装。
实施例四
请参阅图7-图10。组装棱镜A的设备包括：机械手10、机动单元20、扫描器30、至少一个处理器以及存储器。其中，机械手10用于抓取棱镜A，机动单元20与所述机械手10连接，用于驱动所述机械手10将位于第一工位(图未示)的所述棱镜A装配至位于第二工位(图未示)的所述装配主体B；所述扫描器30用于对所述棱镜A和装配主体B所辖的空间进行扫描，所述机动单元20和扫描器30分别与所述至少一个处理器连接，所述至少一个处理器用于控制所述机动单元20驱动所述机械手10将所述棱镜A装配至所述装配主体B，以及控制所述扫描单元对所述棱镜A和装配主体B所在的空间进行扫描，所述存储器与所述至少一个处理器通信连接，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述组装棱镜A的方法。
对于上述机动单元20，请参阅图7和图11，机动单元20包括第一驱动件201和第二驱动件202，所述第一驱动件201与所述机械手10连接，所述第一驱动件201用于驱动所述机械手10沿第一方向运动，其中，所述第一方向与所述棱镜A远离所述第一工位的一表面垂直；所述第二驱动件202与第一驱动件201连接，所述第二驱动件202用于驱动所述第一驱动件201在第一平面上运动，其中，所述第一平面与所述第一方向垂直。
在一些实施例中，在机械手10抓取位于所述第一工位的所述棱镜A后，所述第一驱动件201用于驱动所述机械手10沿所述第一方向远离所述第一工位，所述棱镜A远离所述第一工位，所述第二驱动件202驱动所述第一驱动件201在所述第一平面上运动，所述机械手10带动所述棱镜A在所述第一平面上运动，当运动至所述装配主体B，所述第一驱动件201驱动所述机械手10沿所述第一方向靠近所述装配主体B，所述机械手10释放所述棱镜A，所述棱镜A被安装至所述装配主体B。
其中，第一驱动件201包括气缸，第一驱动件201可采用现有技术，此处不再赘述。
其中，第二驱动件202包括气缸和转台的组合，第二驱动件202可采用现有技术，此处不再赘述。
对于上述机械手10，请参阅图11，机械手10包括连接臂101、真空发生器102和真空吸盘103；所述连接臂101的一端与所述第一驱动件201连接，所述机械臂的另一端与所述真空发生器102连接，所述真空发生器102还与所述真空吸盘103连接；所述真空发生器102还与所述处理器连接，所述处理器用于控制所述真空发生器102工作，以使所述真空吸盘103吸附所述棱镜A。
对于上述扫描器30，在一些实施例中，扫描器30为激光扫描器30。
其中，在一些实施例中，扫描器30设置于天花板。
对于上述处理器和存储器，处理器40和存储器50可以通过总线或者其他方式连接，请参阅图8，本发明实施例中以通过总线连接为例。
存储器50作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的组装棱镜A的方法对应的程序指令/模块(例如，附图6所示的各个模块)。处理器40通过运行存储在存储器50中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行组装棱镜A的装置的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的组装棱镜A的方法。
存储器50可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据组装棱镜A的装置的使用所创建的数据等。此外，存储器50可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器50可选包括相对于处理器40远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至组装棱镜A装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器50中，当被所述一个或者多个处理器40执行时，执行上述任意方法实施例中的组装棱镜A的方法。
上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
本发明实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被电子设备执行上述任意方法实施例中的组装棱镜的方法。
本发明实施例提供了一种计算机程序产品，包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时时，使所述计算机执行上述任意方法实施例中的组装棱镜的方法。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件来实现。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种组装棱镜的方法，用于将棱镜组装于装配主体，其特征在于，包括：
在所述棱镜被放置于预设第一工位，以及在所述装配主体被放置
于预设第二工位时，对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描，以获取扫描数据；
根据所述扫描数据，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型；
根据理论3D模型，提取所述棱镜在所述装配主体上的第一位置的信息，其中，所述理论3D模型为棱镜装配于装配主体的理论模型，所述第一位置的数量为多个；
将所述实物3D模型与所述理论3D模型调整为相同的视角，比对所述实物3D模型与所述理论3D模型，以获取所述实物3D模型中与所述第一位置相对应的第二位置的信息，以形成比对数据；
根据所述比对数据，控制机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体；
所述根据所述比对数据，控制机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体包括：
在所述实物3D模型中，计算所述棱镜与所述第二位置的第一距离，以及所述棱镜与所述第二位置的第一移动角度信息；
将所述第一距离换算成世界坐标系中的第二距离；
将所述第一移动角度信息换算成世界坐标系中的第二移动角度信息；
根据所述第二距离和第二移动角度信息，控制机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体；
其中，当所述第一工位和所述第二工位呈现水平设置，则所述第一距离为在与棱镜平行的第一平面上，棱镜与所述第二位置的距离；所述第一移动角度信息为在与棱镜平行的第一平面上，棱镜移动至装配主体的上方并正对着棱镜将要组装于装配主体上的位置时的移动角度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述棱镜被放置于预设第一工位，以及在所述装配主体被放置于预设第二工位时，对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描，以获取扫描数据的步骤，进一步包括：
使用激光扫描器对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描；
获取所述激光扫描器至所述棱镜和装配主体所在的空间的距离，以形成所述扫描数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述扫描数据，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型的步骤，进一步包括：
利用逆向成像原理，根据所述激光扫描器至所述棱镜和装配主体所在的空间的距离，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体时，对装配有棱镜的所述装配主体进行扫描，以对装配情况进行验证。
5.一种组装棱镜的装置，用于将棱镜组装于装配主体，其特征在于，包括:
获取模块，用于在所述棱镜被放置于预设第一工位，以及在所述装配主体被放置于预设第二工位时，对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描，以获取扫描数据；
模型生成模块，用于根据所述扫描数据，对所述棱镜、装配主体和空间进行三维重建，生成实物3D模型；
提取模块，用于根据理论3D模型，提取所述棱镜在所述装配主体上的第一位置的信息，其中，所述理论3D模型为棱镜装配于装配主体的理论模型，所述第一位置的数量为多个；
比对模块，用于将所述实物3D模型与所述理论3D模型调整为相同的视角，比对所述实物3D模型与所述理论3D模型，以获取所述实物3D模型中与所述第一位置相对应的第二位置的信息，以形成比对数据；
组装模块，用于根据所述比对数据，控制机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体；
所述组装模块具体用于：
在所述实物3D模型中，计算所述棱镜与所述第二位置的第一距离，以及所述棱镜与所述第二位置的第一移动角度信息；
将所述第一距离换算成世界坐标系中的第二距离；
将所述第一移动角度信息换算成世界坐标系中的第二移动角度信息；
根据所述第二距离和第二移动角度信息，控制机械手将位于所述第一工位的所述棱镜装配于位于所述第二工位的所述装配主体；
其中，当所述第一工位和所述第二工位呈现水平设置，则所述第一距离为在与棱镜平行的第一平面上，棱镜与所述第二位置的距离；所述第一移动角度信息为在与棱镜平行的第一平面上，棱镜移动至装配主体的上方并正对着棱镜将要组装于装配主体上的位置时的移动角度。
6.一种组装棱镜的设备，用于将棱镜装配于装配主体，其特征在于，包括：
机械手，用于抓取棱镜；
机动单元，与所述机械手连接，用于驱动所述机械手将位于第一工位的所述棱镜装配至位于第二工位的所述装配主体；
扫描单元，用于对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描；
至少一个处理器，所述机动单元和扫描单元分别与所述至少一个处理器连接，所述至少一个处理器用于控制所述机动单元驱动所述机械手将所述棱镜装配至所述装配主体，以及控制所述扫描单元对所述棱镜和装配主体所在的空间进行扫描；
存储器，所述存储器与所述至少一个处理器通信连接，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-4中任一项所述的方法。
7.根据权利要求6所述的组装棱镜的设备，其特征在于，
所述机动单元包括第一驱动件和第二驱动件；
所述第一驱动件与所述机械手连接，所述第一驱动件用于驱动所述机械手沿第一方向运动，其中，所述第一方向与所述棱镜远离所述第一工位的一表面垂直；
所述第二驱动件与第一驱动件连接，所述第二驱动件用于驱动所述第一驱动件在第一平面上运动，其中，所述第一平面与所述第一方
向垂直。
8.根据权利要求7所述的组装棱镜的设备，其特征在于，
所述机械手包括连接臂、真空发生器和真空吸盘；
所述连接臂的一端与所述第一驱动件连接，所述连接臂的另一端与所述真空发生器连接，所述真空发生器还与所述真空吸盘连接；
所述真空发生器还与所述处理器连接，所述处理器用于控制所述真空发生器工作，以使所述真空吸盘吸附所述棱镜。
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