CN115682926B - 一种一对多快速手眼标定的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一对多快速手眼标定的方法，包括如下步骤：步骤一：控制机械手移动至第一工作站点，对第一个工作站点进行标定；步骤二：控制机械手移动至下一工作站点，通过机械手上的摄像机对下一工作站点拍照，获取下一工作站点相对于第一工作站点的偏差量，步骤三：控制机械手移动至需要标定的工作站点，通过机械手上的摄像机对需要标定的工作站点拍照，本发明通过控制机械手移动至第一工作站点进行标定，得到初始坐标，而后控制机械手移动至下一工作站点，获取此工作站点相对于第一工作站点的偏差量，通过与初始坐标相对的偏差量实现对机械手的定位，从而工作时，机械手仅需对工作站点进行识别定位，即可完成物料的抓取。

Description

一种一对多快速手眼标定的方法

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，具体为一种一对多快速手眼标定的方法。

背景技术

机械手是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。

机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械人手臂与有人类的手臂最大区别就在于灵活度与耐力度。也就是机械手的最大优势可以重复的做同一动作在机械正常情况下永远也不会觉得累！机械手臂的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，作业的准确性和环境中完成作业的能力。工业机械手机器人的一个重要分支。

按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式。特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点。

AGV上搭载机械臂，机械臂末端上安装相机；每次AGV移动至工作站点需要拍照特征物计算出AGV的停靠偏差值，然后将偏差值补偿到机械臂取物料的点位上进行纠偏才能精准的取到物料。

每个工作站点在拍照特征物计算偏差值前需要进行一次手眼标定得出像素坐标与机械手坐标间的转换矩阵。

当一台AGV对应多个工作站点时，每个工作站点的特征物与取物料点的相对位置都不一致，存在位置、高度、角度的偏差。之前方法是对每个工作站点都进行机械臂的取物料点位示教与进行手眼标定，但是这种方式需要耗费的时间与人力比较多。

为此，提出一种一对多快速手眼标定的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一对多快速手眼标定的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种一对多快速手眼标定的方法，包括如下步骤：

步骤一：初始标定

控制机械手移动至第一工作站点，对第一个工作站点进行标定；

步骤二：获取相对坐标

控制机械手移动至下一工作站点，通过机械手上的摄像机对下一工作站点拍照，获取下一工作站点相对于第一工作站点的偏差量；

步骤三：连续快速标定

控制机械手移动至需要标定的工作站点，通过机械手上的摄像机对需要标定的工作站点拍照，获取需要标定的工作站点相对于第一工作站点的偏差量并保存，即完成了对工作站点的快速标定。

根据上述技术方案，所述工作站点包括特征物与取物料点。

根据上述技术方案，所述步骤一对工作站点的标定包括以下步骤：

1)对第一工作站点的特征物进行手眼标定，得到工作站点特征物的标定结果；

2)对第一个工作站点的取物料点进行示教及手眼标定，得到工作站点的取物料点的标定结果；

3)将工作站点的取物料点的标定结果通过计算转换叠加到工作站点特征物的标定结果上即完成第一个工作站点的标定。

根据上述技术方案，所述步骤二中，控制机械手移动到工作站点内部物料拍照位，获取物料相对于第一个工作站点取物料点的偏差量；再控制机械手到外部特征物拍照位，获取当前特征物相对于第一个工作站点外部特征物的偏差量，将物料相对于第一个工作站点取物料点的偏差量通过计算转换叠加到工作站点外部特征物相对于第一个工作站点的特征物的偏差量上并保存，即完成机台的快速标定。

根据上述技术方案，所述偏差量包括位置，角度和高度的偏差值。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过控制机械手移动至第一工作站点进行标定，得到初始坐标，而后控制机械手移动至下一工作站点，获取此工作站点相对于第一工作站点的偏差量，通过与初始坐标相对的偏差量实现对机械手的定位，从而工作时，机械手仅需对工作站点进行识别定位，即可完成物料的抓取，无需逐个工作站点的标定，实现快速标定。

具体实施方式

本发明提供技术方案：一种一对多快速手眼标定的方法，包括以下步骤：

步骤一：初始标定

控制机械手移动至第一工作站点，对第一个工作站点进行标定，其中机械手固定连接在AGV上，通过AGV的移动控制机械手移动至工作站点，当移动至对应的工作站点时，由于AGV相对于工作站点会产生偏差，通过机械手上连接的摄像机对工作站点进行识别，获取机械手的基座相对于工作站点的偏差，将获取的偏差叠加到机械手的抓取物料点，即可实现机械手对物料的精准抓取，但在此之前需要进行手眼标定，获取摄像机的像素坐标与机械手坐标的转换矩阵，将任意一个工作站点标记为第一工作站点，机械手移动至第一工作站点时进行正常标定；

步骤二：获取相对坐标

控制机械手移动至下一工作站点，通过机械手上的摄像机对下一工作站点拍照，获取下一工作站点相对于第一工作站点的偏差量。

步骤三：连续快速标定

控制机械手移动至需要标定的工作站点，通过机械手上的摄像机对需要标定的工作站点拍照，获取需要标定的工作站点相对于第一工作站点的偏差量并保存，即完成了对工作站点的快速标定；

优选的，所述工作站点包括特征物与取物料点，不同工作站点的特征物与取物料点不尽相同，因此，传统方法需要对工作站点进行逐个标定，机械手上的摄像机先通过特征物确定机械手基座的偏差量，将此偏差量叠加到机械手上实现纠偏；

优选的，所述步骤一对工作站点的标定包括以下步骤；1)对第一工作站点的特征物进行手眼标定，得到工作站点特征物的标定结果；

2)对第一个工作站点的取物料点进行示教及手眼标定，得到工作站点的取物料点的标定结果；

3)将工作站点的取物料点的标定结果通过计算转换叠加到工作站点特征物的标定结果上即完成第一个工作站点的标定。

以上过程为传统标定方式，标定过程中采用九点标定法等算法，均为现有技术，不做赘述。

优选的，所述步骤二中，控制机械手移动到工作站点内部物料拍照位，获取物料相对于第一个工作站点取物料点的偏差量；再控制机械手到外部特征物拍照位，获取当前特征物相对于第一个工作站点外部特征物的偏差量，将物料相对于第一个工作站点取物料点的偏差量通过计算转换叠加到工作站点外部特征物相对于第一个工作站点的特征物的偏差量上并保存，即完成机台的快速标定，通过相对坐标对机械手进行定位，AGV正常作业时，控制机械手移动至工作站点，只需对加工设备的外部特征进行识别定位，通过获取的相对于第一工作站点的相对坐标，引导机械臂进行精准的取物料。

优选的，所述偏差量包括位置，角度，高度的偏差值。

工作原理：本发明标定时，AGV带动机械手移动至第一工作站点，通过摄像机拍摄特征物与取物料点进行示教以及手眼标定，控制机械手移动到另一工作站点内部物料拍照位，获取物料相对于第一个工作站点取物料点的偏差量；再控制机械手到外部特征物拍照位，获取当前特征物相对于第一个工作站点外部特征物的偏差量，将物料相对于第一个工作站点取物料点的偏差量通过计算转换叠加到工作站点外部特征物相对于第一个工作站点的特征物的偏差量上并保存，即完成机台的快速标定，通过相对坐标对机械手进行定位，AGV正常作业时，控制机械手移动至工作站点，只需对加工设备的外部特征进行识别定位，通过获取的相对于第一工作站点的相对坐标，引导机械臂进行精准的取物料。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种一对多快速手眼标定的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：初始标定

控制机械手移动至第一工作站点，对第一个工作站点进行标定，所述工作站点包括特征物与取物料点，其中，对工作站点的标定包括以下步骤：

1）对第一工作站点的特征物进行手眼标定，得到工作站点特征物的标定结果；

2）对第一个工作站点的取物料点进行示教及手眼标定，得到工作站点的取物料点的标定结果；

3）将工作站点的取物料点的标定结果通过计算转换叠加到工作站点特征物的标定结果上即完成第一个工作站点的标定；

步骤二：获取相对坐标

控制机械手移动至下一工作站点，通过机械手上的摄像机对下一工作站点拍照，获取下一工作站点相对于第一工作站点的偏差量，控制机械手移动到工作站点内部物料拍照位，获取物料相对于第一个工作站点取物料点的偏差量；再控制机械手到外部特征物拍照位， 获取当前特征物相对于第一个工作站点外部特征物的偏差量，将物料相对于第一个工作站点取物料点的偏差量通过计算转换叠加到工作站点外部特征物相对于第一个工作站点的特征物的偏差量上并保存，即完成机台的快速标定；

步骤三：连续快速标定

控制机械手移动至需要标定的工作站点，通过机械手上的摄像机对需要标定的工作站点拍照，获取需要标定的工作站点相对于第一工作站点的偏差量并保存，即完成了对工作站点的快速标定。

2.根据权利要求1所述的一种一对多快速手眼标定的方法，其特征在于：所述偏差量包括位置，角度和高度的偏差值。