CN113870348B - 一种物体定位方法、装置及摆串机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种物体定位方法、装置及摆串机，其中，物体定位方法包括以下步骤：从输送带正上方获取所述输送带上的待定位物体一端的第一图像和待定位物体另一端的第二图像；根据所述第一图像和第二图像的拟合关系计算所述待定位物体的实际位置；根据所述实际位置与标准位置计算出从所述标准位置变换至所述实际位置的校正参数。本发明能够提高检测准确度，方便机器人的定位抓取。

Description

一种物体定位方法、装置及摆串机
技术领域
本发明涉及光伏电池生产技术领域，特别是涉及一种物体定位方法、装置及摆串机。
背景技术
光伏板是利用半导体光电效应实现光电转换的器件，光伏板制造时，如图1所示：需要将条状的光电电池1固定在基板2上，光电电池1在基板2上的安装位置是固定的，但是光伏电池1的初始位置却是随机的，和安装位置之间存在任意的位置差，这就给自动化作业带来很大困难。目前将光电电池1安放在基板2上这一操作多采用机器人摆串，标定方法为机器人九点标定法，但该标定方法标定步骤繁琐，生产效率不高。因此亟需一种新的定位方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种物体定位方法、装置及摆串机，能够提高检测准确度，方便机器人的定位抓取。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种物体定位方法，包括以下步骤：
(1)从输送带正上方获取所述输送带上的待定位物体一端的第一图像和待定位物体另一端的第二图像；
(2)根据所述第一图像和第二图像的拟合关系计算所述待定位物体的实际位置；
(3)根据所述实际位置与标准位置计算出从所述标准位置变换至所述实际位置的校正参数。
所述步骤(2)中所述第一图像和第二图像的拟合关系通过以下方式获得：获取标定物的第一图像和第二图像，得到所述第一图像中的标定物的两个端点A和B在第一图像获取设备坐标系下的坐标以及所述第二图像中的标定物体的两个端点C和D在第二图像获取设备坐标系下的坐标；计算端点D在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标；计算所述第二图像获取设备坐标系下的第二图像的中心点M的坐标和端点D的坐标的差值；计算端点A和端点B连成的直线与第一图像设备坐标系下的X轴的角度和端点C和端点D连成的直线与第二图像设备坐标系下的X轴的角度的差，得到第一旋转角度；将端点D在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标与所述第二图像获取设备坐标系下的第二图像的中心点M的坐标和端点D的坐标的差值相加得到点M’的位置；将点M’绕端点D在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标旋转所述第一旋转角度，得到第二图像的图像中心在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标M”；其中，所述第一旋转角度和坐标M”即为所述第一图像和第二图像的拟合关系。
所述步骤(2)具体为：将所述第二图像绕图像中心旋转所述第一旋转角度，然后将所述第二图像的图像中心移至坐标M”。
所述计算端点D在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标时，具体为：计算所述标定物的像素长度，根据端点A和端点B的坐标得到直线AB的方程，以端点A为圆心，像素长度为半径建立圆A的方程；D点所在位置就是直线AB和圆A的交点，求解方程确定一个解对应D点，得到D点在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标。
获取物体的拼接图像N，所述拼接图像N用于确定物体的基准位，即得到所述拼接图像N中所述物体两个端点的坐标N1(x1_1,y1_1)和N2(x1_2,y1_2)；对所述物体旋转第一已知角度，获取物体的拼接图像a，得到拼接图像a中所述物体的两个端点坐标(x2_1,y2_1)和(x2_2,y2_2)；对所述物体旋转第二已知角度，获取物体的拼接图像b，得到所述拼接图像b中物体的两个端点坐标(x3_1,y3_1)和(x3_2,y3_2)；分别计算图像N和图像a、图像N和图像b以及图像a和图像b的旋转中心；对得到的3个旋转中心取平均值得到图像的旋转中心(C1,C2)。
所述步骤(3)具体为：将拍到的物体和待定位物体用获取的两个点形成的线段代替，得到标定线段M1M2和待定位线段T1T2，M_C和T_C分别为标定线段M1M2和待定位线段T1T2的中心；由标定线段M1M2上的两个端点得到与水平X轴的夹角θ_M，由待定位线段T1T2上的两个端点得到与所述水平X轴的夹角角度θ_T，通过dθ＝θ_M-θ_T计算两个角度的角度差，将M_C绕所述图像的旋转中心(C1,C2)旋转dθ度得到M_C'，M_C'和T_C的坐标差即为补偿(Δx,Δy)。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种物体定位装置，包括：第一图像获取设备，用于从输送带正上方获取所述输送带上的待定位物体一端的第一图像；第二图像获取设备，用于从输送带正上方获取所述输送带上的待定位物体另一端的第二图像；实际位置计算模块，用于根据所述第一图像和第二图像的拟合关系计算所述待定位物体的实际位置；校正参数计算模块，根据所述实际位置与标准位置计算出从所述标准位置变换至所述实际位置的校正参数。
所述第一图像和第二图像的拟合关系通过以下方式获得：获取标定物的第一图像和第二图像，得到所述第一图像中的标定物的两个端点A和B在第一图像获取设备坐标系下的坐标以及所述第二图像中的标定物体的两个端点C和D在第二图像获取设备坐标系下的坐标；计算端点D在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标；计算所述第二图像获取设备坐标系下的第二图像的中心点M的坐标和端点D的坐标的差值；计算端点A和端点B连成的直线与第一图像获取设备坐标系下的X轴的角度和端点C和端点D连成的直线与第二图像获取设备坐标系下的X轴的角度的差，得到第一旋转角度；将所述第一计算单元得到的值与第二计算单元得到的值相加得到点M’的位置；将点M’绕端点D在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标旋转所述第一旋转角度，得到第二图像的图像中心在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标M”；其中，所述第一旋转角度和坐标M”即为所述第一图像和第二图像的拟合关系。
所述第一图像获取设备和第二图像获取设备距离所述输送带上表面的距离相等。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：还提供一种摆串机，包括输送带和基板输送带(33)，所述输送带和基板输送带分别通过输送电机驱动，所述输送带用于输送光电电池(1)，所述基板输送带(33)用于输送基板(2)，还包括机器人(4)、第一图像获取设备、第二图像获取设备和总控制器(6)，所述机器人(4)包括底座(41)、机身(42)、操作臂(43)、操作手(44)和控制器(45)，机身(42)通过底端可转动地设于底座(41)上，操作臂(43)的内端可转动地设于机身(42)的顶部，操作手(44)的内端可转动地设于操作臂(43)的外端，机身(42)、操作臂(43)和操作手(44)分别用伺服电机控制，控制器(45)通过信号线分别连接各个所述伺服电机；所述输送带的正上方设有所述第一图像获取设备和第二图像获取设备；所述第一图像获取设备，用于从所述输送带正上方获取所述输送带上的光电电池(1)一端的第一图像；所述第二图像获取设备，用于从输送带正上方获取所述输送带上的光电电池(1)另一端的第二图像；所述总控制器(6)通过信号线分别连接输送带的输送电机、基板输送带(33)的输送电机、机器人(4)的控制器(45)、第一图像获取设备和第二图像获取设备；所述总控制器采用上述的方法对所述输送带上的光电电池(1)进行定位。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明在输送带上方架设至少两个摄像头，分别拍摄物体两端的位置，根据两端位置信息拟合出物体的实际位置，从而计算出实际位置和标准位置的差值。当机器人执行摆串作业时，总控制器将差值信息输入机器人，使机器人在摆放光电电池时根据差值信息将光电电池摆放至标准位置，进而摆放至安装位置，从而解决了光电电池因实际位置的差异而难以采用机械化、自动化抓取、摆放的缺陷。本发明中将两个摄像头拍到的物体采用拼接算法，则可以得到整个物体的位置，相比于未采用拼接算法的方式其精度更高，视野更大。另外，本发明在确定物体的实际位置时，先对两个相机的坐标进行了融合，解决了因相机存在角度差而产生的误差，且在使用过程中不必对相机角度进行校正，方便了使用。
附图说明
图1是光电电池固定在基板上的示意图；
图2是本发明第三实施方式的俯视示意图；
图3是本发明第三实施方式中机器人的示意图；
图4～图6是本发明第三实施方式中拟合两个摄像头图像时的流程示意图；
图7是本发明第三实施方式中使用时基准串和实际串在基准串尚未作位置补偿时的位置示意图；
图8是本发明第三实施方式中使用时基准串和实际串在基准串作了位置补偿后的位置示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的第一实施方式涉及一种物体定位方法，包括以下步骤：
步骤1：从输送带正上方获取所述输送带上的待定位物体一端的第一图像和待定位物体另一端的第二图像；本步骤中，获取待定位物体的图像的设备可以是摄像头，通过两个摄像头分别获取第一图像和第二图像，两个摄像头的成像分辨率都不低于五百万，两个摄像头距离输送带水平面的距离相等。
保持两个摄像头距离输送带水平面的距离相等的方法如下：
首先用已知尺寸的物体分别放置在两个摄像头的视野下，通过两个摄像头拍得的图像得知像素长度，从而根据像素长度/实际长度得到毫米像素比，通过调整相机高度使得两个摄像头甲求出的毫米像素比一样，从而保证两个摄像头甲距离输送带上表面的距离相等。
步骤2：根据所述第一图像和第二图像的拟合关系计算所述待定位物体的实际位置。
其中，所述第一图像和第二图像的拟合关系通过以下方式获得：
获取标定物的第一图像和第二图像，得到所述第一图像中的标定物的两个端点A和B在第一图像获取设备坐标系下的坐标以及所述第二图像中的标定物体的两个端点C和D在第二图像获取设备坐标系下的坐标，端点A和端点B的坐标分别记为A(x1_1,y1_1)和B(x1_2,y1_2)，端点C和端点D的坐标分别记为C(x2_1,y2_1)和D(x2_2,y2_2)。
计算端点D在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标，具体为：计算标定物的像素长度p_len＝L×P；根据端点A和端点B两点的坐标得出直线AB的方程y＝kx+b；以端点A为圆心，p_len为半径，得出圆A的方程；端点D所在的位置就是直线AB和圆A的交点，此时方程有两个解，由于第二图像获取设备在第一图像获取设备的一侧，根据两个摄像头之间的相互关系，确定一个解对应端点D，得到端点D在第一图像获取设备坐标系下的坐标(XD,YD)，记为D'(XD,YD)。
计算所述第二图像获取设备坐标系下的第二图像的中心点M的坐标M(x2_c,y2_c)和端点D的坐标D(x2_2,y2_2)的差值，得到Delta_MD(x2_c-x2_2,y2_c-y2_2)；
计算端点A和端点B连成的直线与第一图像获取设备坐标系下的X轴的角度θ_AB和端点C和端点D连成的直线与第二图像获取设备坐标系下的X轴的角度θ_CD的差，得到第一旋转角度dθ＝θ_AB-θ_CD；
将端点D在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标D'(XD,YD)与所述第二图像获取设备坐标系下的第二图像的中心点M的坐标和端点D的坐标的差值Delta_MD(x2_c-x2_2,y2_c-y2_2)相加得到点M’的位置，即M'(XD+x2_c-x2_2,YD+y2_c-y2_2)；
将点M’绕端点D在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标D'(XD,YD)旋转所述第一旋转角度dθ，得到第二图像的图像中心在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标M”；其中，所述第一旋转角度和坐标M”即为所述第一图像和第二图像的拟合关系。
对于后续摄像头拍到的图像的拼接方法，首先将第二图像绕图像中心旋转dθ，然后将第二图像的图像中心移至所述第一图像获取设备坐标系下的坐标M”，即完成图像拼接，从而得到实际位置。
步骤3：根据所述实际位置与标准位置计算出从所述标准位置变换至所述实际位置的校正参数。
其中，标准位置是通过以下方式得到：
将物体摆放在两个摄像头的视野下，拍一次照片得到图像N确定物体基准位，即得到图像N中物体两个端点的坐标N1(x1_1,y1_1)和N2(x1_2,y1_2)，该基准位作为参数保存。
将物体旋转已知角度A，拍一次照片得到拼接后的图像a并获取物体两个端点的坐标(x2_1,y2_1)和(x2_2,y2_2)，再旋转已知角度B，再拍一次照片得到图像b并获取物体的两个端点的坐标(x3_1,y3_1)和(x3_2,y3_2)。
用图像N和图像a计算旋转中心(即中垂线的交点为圆心)具体公式如下：
xc1,yc1＝(x1_1+x2_1)/2,(y1_1+y2_1)/2
xc2,yc2＝(x1_2+x2_2)/2,(y1_2+y2_2)/2
k1＝-1/((y2_1-y1_1)/(x2_1-x1_1))
k2＝-1/((y2_2-y1_2)/(x2_2-x1_2))
b1＝yc1-k1×xc1
b2＝yc2-k2×xc2
x＝(b2-b1)/(k1-k2)
y＝k1×x+b1
(x,y)即为旋转中心，
再用同样的方法计算图像N和图像b，图像a和图像b的旋转中心，将求得的3个旋转中心取平均值即可得到图像的旋转中心(C1,C2)。
校正参数采用如下方式获得：
将拍到的物体和待定位物体用获取的两个点形成的线段代替，得到标定线段M1M2和待定位线段T1T2，M_C和T_C分别为标定线段M1M2和待定位线段T1T2的中心；
由标定线段M1M2上的两个端点得到与水平X轴的夹角θ_M，由待定位线段T1T2上的两个端点得到与水平X轴的夹角θ_T，通过dθ＝θ_M-θ_T计算两个角度的角度差，将M_C绕所述图像的旋转中心(C1,C2)旋转dθ度得到M_C'，M_C'和T_C的坐标差即为补偿(Δx,Δy)。
本发明第二实施方式涉及一种物体定位装置，包括：第一图像获取设备，用于从输送带正上方获取所述输送带上的待定位物体一端的第一图像；第二图像获取设备，用于从输送带正上方获取所述输送带上的待定位物体另一端的第二图像；实际位置计算模块，用于根据所述第一图像和第二图像的拟合关系计算所述待定位物体的实际位置；校正参数计算模块，根据所述实际位置与标准位置计算出从所述标准位置变换至所述实际位置的校正参数。所述第一图像获取设备和第二图像获取设备距离所述输送带上表面的距离相等。
其中，所述第一图像和第二图像的拟合关系通过以下方式获得：获取标定物的第一图像和第二图像，得到所述第一图像中的标定物的两个端点A和B在第一图像获取设备坐标系下的坐标以及所述第二图像中的标定物体的两个端点C和D在第二图像获取设备坐标系下的坐标；计算端点D在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标；计算所述第二图像获取设备坐标系下的第二图像的中心点M的坐标和端点D的坐标的差值；计算端点A和端点B连成的直线与第一图像获取设备坐标系下的X轴的角度和端点C和端点D连成的直线与第二图像获取设备坐标系下的X轴的角度的差，得到第一旋转角度；将所述第一计算单元得到的值与第二计算单元得到的值相加得到点M’的位置；将点M’绕端点D在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标旋转所述第一旋转角度，得到第二图像的图像中心在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标M”；其中，所述第一旋转角度和坐标M”即为所述第一图像和第二图像的拟合关系。
本发明的第三实施方式涉及上述定位方法的一种具体应用，其可以是一种用于将电池串摆放至光伏板的摆串机，如图2所示，包括第一输送带31、第二输送带32、基板输送带33、机器人4、摄像头甲51、摄像头乙52和总控制器6，具体结构是：
第一输送带31和第二输送带32这两者的输送方向互相平行，基板输送带33设于第一输送带31和第二输送带32这两者同侧的一端，且基板输送带33的输送方向分别垂直于第一输送带31和第二输送带32这两者的输送方向，第一输送带31、第二输送带32和基板输送带33分别通过输送电机驱动，第一输送带31和第二输送带32这两者都用于输送光电电池1，基板输送带33用于输送基板2。
机器人4如图3所示：机器人4包括底座41、机身42、操作臂43、操作手44和控制器45，机身42通过底端可转动地设于底座41上，操作臂43的内端可转动地设于机身42的顶部，操作手44的内端可转动地设于操作臂43的外端，机身42、操作臂43和操作手44分别用伺服电机控制，控制器45通过信号线分别连接各个所述伺服电机，机器人4通过底座41固定在第一输送带31和第二输送带32之间。
第一输送带31的正上方分别设有至少两个摄像头甲51，其中两个摄像头甲51设于两端，其余摄像头甲51分别设于两端两个摄像头甲51之间的等分点上，第二输送带32的正上方分别设有至少两个摄像头乙52，其中两个摄像头乙52设于两端，其余摄像头乙52分别设于两端两个摄像头乙52之间的等分点上。
总控制器6通过信号线分别连接第一输送带31的输送电机、第二输送带32的输送电机、基板输送带33的输送电机、机器人4的控制器45、摄像头甲51和摄像头乙52。
本实施例中：机器人4选用六轴机器人，摄像头甲51和摄像头乙52这两者的成像分辨率都不低于五百万，各个摄像头甲51距离第一输送带31水平面的距离相等，各个摄像头乙52距离第二输送带32水平面的距离相等，总控制器6选用微机。
本实施例使用时，按如下步骤依次实施：
①设置：第一输送带31和第二输送带32这两者的输送方向互相平行，基板输送带33设于第一输送带31和第二输送带32这两者同侧的一端，且基板输送带33的输送方向平行于第一输送带31和第二输送带32这两者的输送方向，第一输送带31、第二输送带32和基板输送带33分别通过输送电机驱动，第一输送带31和第二输送带32这两者都用于输送光电电池1，基板输送带33用于输送基板2，机器人4通过底座41固定在第一输送带31和第二输送带32之间，第一输送带31的正上方分别设有至少两个摄像头甲51，其中两个摄像头甲51设于两端，其余摄像头甲51分别设于两端两个摄像头甲51之间的等分点上，第二输送带32的正上方分别设有至少两个摄像头乙52，其中两个摄像头乙52设于两端，其余摄像头乙52分别设于两端两个摄像头乙52之间的等分点上，总控制器6通过信号线分别连接第一输送带31的输送电机、第二输送带32的输送电机、基板输送带33的输送电机、机器人4的控制器45、摄像头甲51和摄像头乙52，总控制器6内存储两个摄像头甲的拟合函数f甲0，两个摄像头乙的拟合函数f乙0，第一输送带31上光电电池1标准位置的表达函数f1、第二输送带32上光电电池1标准位置的表达函数f2和基板输送带33上基板2安装位置的表达函数f。
其中，摄像头的拟合函数f甲0或f乙0按如下方法实施：
I.相机高度标定算法：
首先用已知尺寸的物体分别放置在两个摄像头甲(51)的视野下，通过两个摄像头甲(51)拍得的图像得知像素长度，从而根据像素长度/实际长度得到毫米像素比，通过调整相机高度使得两个摄像头甲(51)求出的毫米像素比一样，从而保证两个摄像头甲(51)距离第一输送带(31)水平面的距离相等；
II.位置标定算法：
已知标定物的实际长度和毫米像素比，设分别为L和P，并设两个摄像头甲(51)分别为甲I和甲II，然后求出甲I中标定物的两个端点坐标，设为A(x1_1,y1_1)和B(x1_2,y1_2)，求出甲II中标定物的两个端点坐标，设为C(x2_1,y2_1)和D(x2_2,y2_2)，两个摄像头甲(51)有各自的坐标系，如图4所示，根据甲I建立坐标系，而将甲II的坐标系融入，融入的具体方法如下：
A.计算D点在甲I坐标系下的坐标：
a.计算标定物的像素长度p_len＝L×P，
b.根据A、B两点的坐标得出直线AB的方程y＝kx+b，
c.以A点为圆心，p_len为半径建立圆A的方程，
d.D点所在的位置就是直线AB和圆A的交点，方程有两个解，由于甲II在甲I的一侧，根据两个摄像头甲之间的相互关系，确定一个解对应D点，得到D点在甲I坐标系下的坐标(XD,YD)，设为D'(XD,YD)。
B.计算甲II中的图像中心点坐标M(x2_c,y2_c)和D(x2_2,y2_2)的差值Delta_MD(x2_c-x2_2,y2_c-y2_2)。
C.计算甲I中直线AB和甲I所在坐标系下的X轴的夹角θ_AB，甲II中直线CD和甲II所在坐标系下的X轴的夹角θ_CD，得出角度差dθ＝θ_AB-θ_CD。
D.将D'(XD,YD)和Delta_MD相加得到M'(XD+x2_c-x2_2,YD+y2_c-y2_2)，如图5所示。
E.将M'绕D'旋转dθ得到M”，此为甲II成像的中心在甲I坐标系下的位置，同时将图像按图像中心M”旋转dθ，如图6所示。
F.将由步骤E得到的M”即甲II的中心坐标和由步骤C得到的dθ即甲II需旋转的角度作为摄像头姿态的参数保存。
G.对于后续摄像头拍到的图像的拼接方法，首先将甲II拍摄的图像绕图像中心旋转dθ，然后将甲II的图像中心移至M”位置，即完成图像拼接，同时得到光电电池的实际位置。
第一输送带31上光电电池1标准位置的表达函数f1、第二输送带32上光电电池1标准位置的表达函数f2按如下方法实施：
I.坐标系融合算法：
机器人4抓取光电电池1往操作手44的x轴正方向和y轴正方向移动，得到在甲I成像中操作手44的x轴和y轴的角度θ_X、θ_Y，并计算出x和y轴之间的夹角θ_XY＝θ_X-θ_Y；
II.标定基准位算法：
A.将物体摆放在两个摄像头甲的视野下，拍一次照片得到图像N确定物体基准位，即得到图像N中物体两个端点的坐标N1(x1_1,y1_1)和N2(x1_2,y1_2)，该基准位作为参数保存，
B.操作手44抓住物体旋转已知角度A，拍一次照片得到拼接后的图像a并获取电池串端点坐标(x2_1,y2_1)和(x2_2,y2_2)，再旋转已知角度B，再拍一次照片得到图像b并获取电池串端点坐标(x3_1,y3_1)和(x3_2,y3_2)，
C.用图像N和图像a计算旋转中心(即中垂线的交点为圆心)具体公式如下：
xc1,yc1＝(x1_1+x2_1)/2,(y1_1+y2_1)/2
xc2,yc2＝(x1_2+x2_2)/2,(y1_2+y2_2)/2
k1＝-1/((y2_1-y1_1)/(x2_1-x1_1))
k2＝-1/((y2_2-y1_2)/(x2_2-x1_2))
b1＝yc1-k1×xc1
b2＝yc2-k2×xc2
x＝(b2-b1)/(k1-k2)
y＝k1×x+b1
(x,y)即为旋转中心，
D.再用同样的方法计算照片N和照片b，照片a和照片b的旋转中心，将求得的3个旋转中心取平均即可得到图像的旋转中心(C1,C2)。
②输送：基板输送带33将基板2输送至指定位置后停止，随后第一输送带31和第二输送带32这两者的至少一个将光电电池1输送至指定位置后停止。
③判断：若第一输送带31已输送光电电池1，则第一输送带31上方的各个摄像头甲51对准第一输送带31输送的光电电池1拍照，各个摄像头甲51拍摄到的光电电池1两端的相片信息输入总控制器6，总控制器6根据拟合函数f甲0拟合出第一输送带31上光电电池1实际位置的表达函数f'1，总控制器6根据f'1和f1计算从f'1变换至f1的第一校正函数Δf1；
若第二输送带32已输送光电电池1，则第二输送带32上方的各个摄像头乙52对准第二输送带32输送的光电电池1拍照，各个摄像头乙52拍摄到的光电电池1两端的相片信息输入总控制器6，总控制器6根据拟合函数f乙0拟合出第二输送带32上光电电池1实际位置的表达函数f'2，总控制器6根据f'2和f2计算从f'2变换至f2的第二校正函数Δf2。
第一校正函数Δf1和第二校正函数Δf2按如下方法实施：
A.拍到的基准串和测试串用拍到的两个点形成的线段代替，M_C和T_C分别为直线M1M2和直线T1T2的中心，如图7所示。
B.由基准位M1,M2得到标定线段M1M2与水平X轴的夹角θ_M，由T1,T2得到待定位线段T1T2与水平X轴的夹角θ_T，角度差dθ＝θ_M-θ_T，将M_C绕旋转中心(C1,C2)旋转dθ度得到M_C'，M_C'和T_C的坐标差即为补偿(Δx,Δy)，如图8所示。
C.由坐标系融合算法得到操作手44的坐标系和图像坐标系存在一个角度，且操作手44的坐标系在图像中不一定为直角坐标系，需要将上一步计算出的(Δx,Δy)做进一步修正，修正过程如下：
a.将操作手44坐标系的x轴和图像坐标系的x轴重合，即对补偿(Δx,Δy)绕坐标原点(0,0)旋转θ_X度得到(Δx',Δy')；
b.将θ_XY减去90度得到θ_XY'；
c.最终的补偿dx＝Δy'/(cos(θ_XY'))，dy＝Δx'-Δy'×tan(θ_XY')，dθ；
d.将得到的dx、dy和dθ发送给机器人4，机器人4接收到后通过操作手44抓取光电电池1。
④摆串：若第一输送带31已输送光电电池1，总控制器6控制机器人4用操作手44根据f'1和Δf1抓取第一输送带31上的光电电池1，使操作手44每次都抓取在光电电池1的相同位置，随后操作手44根据f将第一输送带31输送的光电电池1摆放至基板输送带33输送的基板2上；
若第二输送带32已输送光电电池1，总控制器6控制机器人4用操作手44根据f'2和Δf2抓取第二输送带32上的光电电池1，使操作手44每次都抓取在光电电池1的相同位置，随后操作手44根据f将第二输送带32输送的光电电池1摆放至基板输送带33输送的基板2上。
⑤循环：第一输送带31输送的光电电池1被抓取并安装在基板2上后，第一输送带继续输送下一个光电电池1至指定位置，第二输送带32输送的光电电池1被抓取并安装在基板2上后，第二输送带继续输送下一个光电电池1至指定位置，基板输送带33输送的基板2上都所有光电电池1都安装完毕后，基板输送带33继续输送下一块基板2至指定位置，随后转至步骤③继续在下一块基板2上安装光电电池1。

Claims (8)

1.一种物体定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：从输送带正上方获取所述输送带上的待定位物体一端的第一图像和待定位物体另一端的第二图像；
步骤(2)：根据所述第一图像和第二图像的拟合关系计算所述待定位物体的实际位置；其中，所述第一图像和第二图像的拟合关系通过以下方式获得：获取标定物的第一图像和第二图像，得到所述第一图像中的标定物的两个端点A和B在第一图像获取设备坐标系下的坐标以及所述第二图像中的标定物体的两个端点C和D在第二图像获取设备坐标系下的坐标；计算端点D在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标；计算所述第二图像获取设备坐标系下的第二图像的中心点M的坐标和端点D的坐标的差值；计算端点A和端点B连成的直线与第一图像设备坐标系下的X轴的角度和端点C和端点D连成的直线与第二图像设备坐标系下的X轴的角度的差，得到第一旋转角度；将端点D在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标与所述第二图像获取设备坐标系下的第二图像的中心点M的坐标和端点D的坐标的差值相加得到点M’的位置；将点M’绕端点D在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标旋转所述第一旋转角度，得到第二图像的图像中心在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标M”；其中，所述第一旋转角度和坐标M”即为所述第一图像和第二图像的拟合关系；
步骤(3)：根据所述实际位置与标准位置计算出从所述标准位置变换至所述实际位置的校正参数。
2.根据权利要求1所述的物体定位方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：将所述第二图像绕图像中心旋转所述第一旋转角度，然后将所述第二图像的图像中心移至坐标M”。
3.根据权利要求1所述的物体定位方法，其特征在于，所述计算端点D在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标时，具体为：计算所述标定物的像素长度，根据端点A和端点B的坐标得到直线AB的方程，以端点A为圆心，像素长度为半径建立圆A的方程；D点所在位置就是直线AB和圆A的交点，求解方程确定一个解对应D点，得到D点在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标。
4.根据权利要求1所述的物体定位方法，其特征在于，所述标准位置通过以下方式得到：获取物体的拼接图像N，所述拼接图像N用于确定物体的基准位，即得到所述拼接图像N中所述物体两个端点的坐标N1(x1_1,y1_1)和N2(x1_2,y1_2)；对所述物体旋转第一已知角度，获取物体的拼接图像a，得到拼接图像a中所述物体的两个端点坐标(x2_1,y2_1)和(x2_2,y2_2)；对所述物体旋转第二已知角度，获取物体的拼接图像b，得到所述拼接图像b中物体的两个端点坐标(x3_1,y3_1)和(x3_2,y3_2)；分别计算图像N和图像a、图像N和图像b以及图像a和图像b的旋转中心；对得到的3个旋转中心取平均值得到图像的旋转中心(C1,C2)。
5.根据权利要求4所述的物体定位方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为：将拍到的物体和待定位物体用获取的两个点形成的线段代替，得到标定线段M1M2和待定位线段T1T2，M_C和T_C分别为标定线段M1M2和待定位线段T1T2的中心；由标定线段M1M2上的两个端点得到与水平X轴的夹角θ_M，由待定位线段T1T2上的两个端点得到与所述水平X轴的夹角角度θ_T，通过dθ＝θ_M-θ_T计算两个角度的角度差，将M_C绕所述图像的旋转中心(C1,C2)旋转dθ度得到M_C'，M_C'和T_C的坐标差即为补偿(Δx,Δy)。
6.一种物体定位装置，其特征在于，包括：
第一图像获取设备，用于从输送带正上方获取所述输送带上的待定位物体一端的第一图像；
第二图像获取设备，用于从输送带正上方获取所述输送带上的待定位物体另一端的第二图像；
实际位置计算模块，用于根据所述第一图像和第二图像的拟合关系计算所述待定位物体的实际位置；所述第一图像和第二图像的拟合关系通过以下方式获得：获取标定物的第一图像和第二图像，得到所述第一图像中的标定物的两个端点A和B在第一图像获取设备坐标系下的坐标以及所述第二图像中的标定物体的两个端点C和D在第二图像获取设备坐标系下的坐标；计算端点D在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标；计算所述第二图像获取设备坐标系下的第二图像的中心点M的坐标和端点D的坐标的差值；计算端点A和端点B连成的直线与第一图像获取设备坐标系下的X轴的角度和端点C和端点D连成的直线与第二图像获取设备坐标系下的X轴的角度的差，得到第一旋转角度；将第一计算单元得到的值与第二计算单元得到的值相加得到点M’的位置；将点M’绕端点D在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标旋转所述第一旋转角度，得到第二图像的图像中心在所述第一图像获取设备坐标系下的坐标M”；其中，所述第一旋转角度和坐标M”即为所述第一图像和第二图像的拟合关系；
校正参数计算模块，根据所述实际位置与标准位置计算出从所述标准位置变换至所述实际位置的校正参数。
7.根据权利要求6所述的物体定位装置，其特征在于，所述第一图像获取设备和第二图像获取设备距离所述输送带上表面的距离相等。
8.一种摆串机，包括输送带和基板输送带(33)，所述输送带和基板输送带分别通过输送电机驱动，所述输送带用于输送光电电池(1)，所述基板输送带(33)用于输送基板(2)，其特征在于，还包括机器人(4)、第一图像获取设备、第二图像获取设备和总控制器(6)，所述机器人(4)包括底座(41)、机身(42)、操作臂(43)、操作手(44)和控制器(45)，机身(42)通过底端可转动地设于底座(41)上，操作臂(43)的内端可转动地设于机身(42)的顶部，操作手(44)的内端可转动地设于操作臂(43)的外端，机身(42)、操作臂(43)和操作手(44)分别用伺服电机控制，控制器(45)通过信号线分别连接各个所述伺服电机；
所述输送带的正上方设有所述第一图像获取设备和第二图像获取设备；所述第一图像获取设备，用于从所述输送带正上方获取所述输送带上的光电电池(1)一端的第一图像；所述第二图像获取设备，用于从输送带正上方获取所述输送带上的光电电池(1)另一端的第二图像；所述总控制器(6)通过信号线分别连接输送带的输送电机、基板输送带(33)的输送电机、机器人(4)的控制器(45)、第一图像获取设备和第二图像获取设备；所述总控制器采用如权利要求1-5中任一所述的方法对所述输送带上的光电电池(1)进行定位。
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