CN116331622A - 一种贴标定位方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种贴标定位方法、装置、电子设备及存储介质，所述方法包括：确定机械臂工具坐标系下吸标头的中心点坐标；基于所述吸标头的中心点坐标，确定所述机械臂工具坐标系与像素坐标系之间的位姿转换关系；基于所述位姿转换关系，确定所述机械臂工具坐标系下吸附标签和待贴工件的中心点坐标；基于所述吸附标签和所述待贴工件的中心点坐标，调整所述吸附标签的位姿。

Description

一种贴标定位方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本公开涉及图像数据处理技术领域，尤其涉及一种贴标定位方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

在生产制造过程中，以人工的方式对产品进行贴标不仅贴标速度较慢，随着工作时间的累积，贴标的精度也会下降，使得整体生产效率受到影响。当前多采用视觉传感器引导机械臂来进行贴标。

因此，提高机械臂贴标的效率和准确度是一直追求的目标。

发明内容

本公开提供了一种贴标定位方法、装置、电子设备及存储介质，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。

根据本公开的第一方面，提供了一种贴标定位方法，所述方法包括：确定机械臂工具坐标系下吸标头的中心点坐标；基于所述吸标头的中心点坐标，确定所述机械臂工具坐标系与像素坐标系之间的位姿转换关系；基于所述位姿转换关系，确定所述机械臂工具坐标系下吸附标签和待贴工件的中心点坐标；基于所述吸附标签和所述待贴工件的中心点坐标，调整所述吸附标签的位姿。

在一可实施方式中，所述确定机械臂工具坐标系下吸标头的中心点坐标，包括：控制机械臂移动所述吸标头，使所述吸标头从不同方位触碰机械臂操作空间中的任意一点，得到两组标定点；利用两点标定法确定吸标头末端点相对机械臂末端点的位置变换关系；基于所述位置变换关系标定所述机械臂工具坐标系下所述吸标头的中心点坐标。

在一可实施方式中，所述基于所述吸标头的中心点坐标，确定所述机械臂工具坐标系与像素坐标系之间的位姿转换关系，包括：利用九点标定法对第一工业相机进行手眼标定，得到所述机械臂工具坐标系与第一像素坐标系之间的位姿转换关系；利用九点标定法对第二工业相机进行手眼标定，得到所述机械臂工具坐标系与第二像素坐标系之间的位姿转换关系；其中，所述第一工业相机为上照相机，手眼标定方式为眼在手外；所述第二工业相机为下照相机，手眼标定方式为眼在手上。

在一可实施方式中，所述利用九点标定法对第一工业相机进行手眼标定，得到所述机械臂工具坐标系与第一像素坐标系之间的位姿转换关系，包括：利用第一工业相机对所述吸标头进行图像采集；从采集的图像中选取九个像素点并记录对应的像素坐标；将所述吸标头分别对准所述九个像素点的圆心，利用所述吸标头读取所述机械臂工具坐标系下所述九个像素点的坐标；基于所述像素坐标和所述像素点在所述机械臂工具坐标系下的坐标，得到所述机械臂工具坐标系与所述第一像素坐标系之间的位姿转换关系。

在一可实施方式中，所述利用九点标定法对第二工业相机进行手眼标定，得到所述机械臂工具坐标系与第二像素坐标系之间的位姿转换关系，包括：利用第二工业相机对标定板进行图像采集，所述标定板的高度与所述待贴工件的高度相同；在所述标定板上选取九个点并记录对应的像素坐标；将所述吸标头分别对准所述标定板上九个点的圆心，利用所述吸标头读取所述机械臂工具坐标系下所述标定板上九个点的坐标；基于所述像素坐标和所述机械臂工具坐标系下所述标定板上点的坐标，得到所述机械臂工具坐标系与所述第二像素坐标系之间的位姿转换关系。

在一可实施方式中，所述基于所述位姿转换关系，确定所述机械臂工具坐标系下吸附标签和待贴工件的中心点坐标，包括：确定所述吸附标签的中心点像素坐标和所述待贴工件的中心点像素坐标；基于所述位姿转换关系、所述吸附标签的中心点像素坐标和所述待贴工件的中心点像素坐标，确定所述机械臂工具坐标系下所述吸附标签和所述待贴工件的中心点坐标。

在一可实施方式中，所述确定所述吸附标签的中心点像素坐标和所述待贴工件的中心点像素坐标，包括：采集所述吸附标签和所述待贴工件的图像；基于所述吸附标签和所述待贴工件的图像，确定所述吸附标签和所述待贴工件的轮廓，得到所述吸附标签的中心点像素坐标和所述待贴工件的中心点像素坐标。

在一可实施方式中，所述基于所述吸附标签和待贴工件的中心点坐标，调整所述吸附标签的位姿，包括：确定所述机械臂工具坐标系下，所述吸标头与所述吸附标签的中心点之间的位姿偏移；以所述吸标头为所述机械臂工具坐标系的中心点，基于所述吸标头与所述吸附标签的中心点之间的位姿偏移调整所述吸附标签的位姿；确定所述机械臂工具坐标系下，所述吸附标签与所述待贴工件之间的位姿偏移；切换所述械臂工具坐标系，将所述吸附标签的中心点作为切换后机械臂工具坐标系的中心点；基于所述吸附标签与所述待贴工件之间的位姿偏移调整所述吸附标签的位姿，以使所述吸附标签与所述待贴工件对齐。

在上述可实施方式中，所述方法还包括：采集所述吸附标签对应的多组样本位姿数据，利用最小二乘法对所述多组样本位姿数据进行数据拟合，以校正所述吸附标签调整后的位姿。

根据本公开的第二方面，提供了一种贴标定位装置，所述装置包括：确定模块，用于确定机械臂工具坐标系下吸标头的中心点坐标；基于所述吸标头的中心点坐标，确定所述机械臂工具坐标系与像素坐标系之间的位姿转换关系；基于所述位姿转换关系，确定所述机械臂工具坐标系下吸附标签和待贴工件的中心点坐标；定位模块，用于基于所述吸附标签和所述待贴工件的中心点坐标，调整所述吸附标签的位姿。

在一可实施方式中，所述确定模块，具体用于控制机械臂移动所述吸标头，使所述吸标头从不同方位触碰机械臂操作空间中的任意一点，得到两组标定点；利用两点标定法确定吸标头末端点相对机械臂末端点的位置变换关系；基于所述位置变换关系标定所述机械臂工具坐标系下所述吸标头的中心点坐标。

在一可实施方式中，所述确定模块，具体用于利用九点标定法对第一工业相机进行手眼标定，得到所述机械臂工具坐标系与第一像素坐标系之间的位姿转换关系；利用九点标定法对第二工业相机进行手眼标定，得到所述机械臂工具坐标系与第二像素坐标系之间的位姿转换关系；其中，所述第一工业相机为上照相机，手眼标定方式为眼在手外；所述第二工业相机为下照相机，手眼标定方式为眼在手上。

在一可实施方式中，所述确定模块，具体用于利用第一工业相机对所述吸标头进行图像采集；从采集的图像中选取九个像素点并记录对应的像素坐标；将所述吸标头分别对准所述九个像素点的圆心，利用所述吸标头读取所述机械臂工具坐标系下所述九个像素点的坐标；基于所述像素坐标和所述像素点在所述机械臂工具坐标系下的坐标，得到所述机械臂工具坐标系与所述第一像素坐标系之间的位姿转换关系。

在一可实施方式中，所述确定模块，具体用于利用第二工业相机对标定板进行图像采集，所述标定板的高度与所述待贴工件的高度相同；在所述标定板上选取九个点并记录对应的像素坐标；将所述吸标头分别对准所述标定板上九个点的圆心，利用所述吸标头读取所述机械臂工具坐标系下所述标定板上九个点的坐标；基于所述像素坐标和所述机械臂工具坐标系下所述标定板上点的坐标，得到所述机械臂工具坐标系与所述第二像素坐标系之间的位姿转换关系。

在一可实施方式中，所述确定模块，具体用于确定所述吸附标签的中心点像素坐标和所述待贴工件的中心点像素坐标；基于所述位姿转换关系、所述吸附标签的中心点像素坐标和所述待贴工件的中心点像素坐标，确定所述机械臂工具坐标系下所述吸附标签和所述待贴工件的中心点坐标。

在一可实施方式中，所述确定模块，具体用于采集所述吸附标签和所述待贴工件的图像；基于所述吸附标签和所述待贴工件的图像，确定所述吸附标签和所述待贴工件的轮廓，得到所述吸附标签的中心点像素坐标和所述待贴工件的中心点像素坐标。

在一可实施方式中，所述定位模块，具体用于确定所述机械臂工具坐标系下，所述吸标头与所述吸附标签的中心点之间的位姿偏移；以所述吸标头为所述机械臂工具坐标系的中心点，基于所述吸标头与所述吸附标签的中心点之间的位姿偏移调整所述吸附标签的位姿；确定所述机械臂工具坐标系下，所述吸附标签与所述待贴工件之间的位姿偏移；切换所述械臂工具坐标系，将所述吸附标签的中心点作为切换后机械臂工具坐标系的中心点；基于所述吸附标签与所述待贴工件之间的位姿偏移调整所述吸附标签的位姿，以使所述吸附标签与所述待贴工件对齐。

在上述可实施方式中，所述装置还包括：校准模块，用于采集所述吸附标签对应的多组样本位姿数据，利用最小二乘法对所述多组样本位姿数据进行数据拟合，以校正所述吸附标签调整后的位姿。

根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，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本公开所述的方法。

根据本公开的第四方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行本公开所述的方法。

本公开的一种贴标定位方法、装置、电子设备及存储介质，将吸附标签和待贴工件的坐标转换到机械臂工具坐标系下，利用机械臂工具坐标系的自动切换特性，调整吸附标签的位姿，高效准确地实现自动贴标定位。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1示出了本公开实施例贴标定位方法的一种处理流程示意图；

图2示出了本公开实施例贴标定位方法中标签吸附和待贴工件的一种位姿关系示意图；

图3示出了本公开实施例贴标定位方法的一种坐标系关系图；

图4示出了本公开实施例一种贴标定位装置的组成结构示意图；

图5示出了本公开实施例一种电子设备的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而非全部实施例。基于本公开中的实施例，本领域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，都属于本公开保护的范围。

在视觉传感器引导机械臂贴标的过程中，通常利用高精度固定机构件来固定标签和待贴工件，然而高精度机构件不仅价格昂贵，而且不符合柔性生产需求，在固定标签和待贴工件位姿的过程中也不可避免的会产生误差，因此，需要利用视觉标定和相关的定位算法计算机械臂末端吸附标签和待贴工件处的位姿关系。

本公开实施例提出了一种贴标定位方法，将吸附标签和待贴工件的坐标转换到机械臂工具坐标系下，利用机械臂工具坐标系的自动切换特性，调整吸附标签的位姿，高效准确地实现自动贴标定位。

图1示出了本公开实施例贴标定位方法的一种处理流程示意图。

参考图1，本公开实施例贴标定位方法的一种处理流程，至少可以包括以下步骤：

步骤S101，确定机械臂工具坐标系下吸标头的中心点坐标。

在一些实施例中，机器人工具坐标的标定有两点法、三点法、二十点法、二十三点法、五十点法和多点法；以两点标定法对机械臂工具坐标系进行标定，利用工具(吸标头)端点在机械臂末端坐标系下的坐标值获取工具(吸标头)端点在机械臂工具坐标系下的坐标值；贴标场景下，所有硬件相对高度固定，可以不考虑Z轴坐标。

因此，确定机械臂工具坐标系下吸标头的中心点坐标的具体实现过程，至少可以包括以下步骤：

步骤S201，控制机械臂移动吸标头，使吸标头从不同方位触碰机械臂操作空间中的任意一点，得到两组标定点。

步骤S202，利用两点标定法确定吸标头末端点相对机械臂末端点的位置变换关系。

步骤S203，基于位置变换关系标定机械臂工具坐标系下吸标头的中心点坐标。

步骤S102，基于吸标头的中心点坐标，确定机械臂工具坐标系与像素坐标系之间的位姿转换关系。

在一些实施例中，采用九点标定法，分别对第一工业相机和第二工业相机进行手眼标定，以吸标头的中心点坐标为切入点，获取机械臂工具坐标系与像素坐标系之间的位姿转换关系。其中，第一工业相机为上照相机，手眼标定方式为眼在手外；第二工业相机为下照相机，手眼标定方式为眼在手上。

具体地，基于吸标头的中心点坐标，确定机械臂工具坐标系与像素坐标系之间的位姿转换关系的具体实现过程，至少可以包括以下步骤：

步骤S301，利用九点标定法对第一工业相机进行手眼标定，得到机械臂工具坐标系与第一像素坐标系之间的位姿转换关系。

在一些实施例中，吸标头端点处不便固定视觉标定板，可以利用第一工业相机对吸标头进行图像采集，从采集的图像中选取九个像素点并记录对应的像素坐标，如：用以吸标头圆心位置为中心点的9个网格交叉点，代替标定板上的点；将吸标头分别对准九个像素点的圆心，利用吸标头读取机械臂工具坐标系下九个像素点的坐标，基于像素坐标和像素点在机械臂工具坐标系下的坐标，得到机械臂工具坐标系与第一像素坐标系之间的位姿转换关系。

步骤S302，利用九点标定法对第二工业相机进行手眼标定，得到机械臂工具坐标系与第二像素坐标系之间的位姿转换关系。

在一些实施例中，将标定板放置于与待贴工件相同高度的位置，利用第二工业相机对标定板进行图像采集，在标定板上选取九个点并记录对应的像素坐标，将吸标头分别对准标定板上九个点的圆心，利用吸标头读取机械臂工具坐标系下标定板上九个点的坐标，基于像素坐标和机械臂工具坐标系下标定板上点的坐标，得到机械臂工具坐标系与第二像素坐标系之间的位姿转换关系。

步骤S103，基于位姿转换关系，确定机械臂工具坐标系下吸附标签和待贴工件的中心点坐标。

在一些实施例中，计算机械臂工具坐标系下吸附标签和待贴工件的中心点坐标需要两类参数，其一为机械臂工具坐标系与像素坐标系之间的位姿转换关系，其二为吸附标签和待贴工件的中心点像素坐标。

因此，基于位姿转换关系，确定机械臂工具坐标系下吸附标签和待贴工件的中心点坐标的具体实现过程，至少可以包括以下步骤：

步骤S401，确定吸附标签的中心点像素坐标和待贴工件的中心点像素坐标。

步骤S402，基于位姿转换关系、吸附标签的中心点像素坐标和待贴工件的中心点像素坐标，确定机械臂工具坐标系下吸附标签和待贴工件的中心点坐标。

在一些实施例中，采集吸附标签和待贴工件的图像，对采集的图像进行灰度处理和二值化处理，定位吸附标签和待贴工件的轮廓；进一步地，对包括吸附标签轮廓和待贴工件轮廓的图像进行滤波和面积筛选，去除噪声信号，得到准确的吸附标签轮廓和待贴工件轮廓，由此获取吸附标签和待贴工件的中心点像素坐标。

步骤S104，基于吸附标签和待贴工件的中心点坐标，调整吸附标签的位姿。

在一些实施例中，基于吸附标签和待贴工件的中心点坐标，调整吸附标签的位姿的具体实现过程，至少可以包括以下步骤：

步骤S501，确定机械臂工具坐标系下，吸标头与吸附标签的中心点之间的位姿偏移。

步骤S502，以吸标头为机械臂工具坐标系的中心点，基于吸标头与吸附标签的中心点之间的位姿偏移调整吸附标签的位姿。

步骤S503，确定机械臂工具坐标系下，吸附标签与待贴工件之间的位姿偏移。

步骤S504，切换械臂工具坐标系，将吸附标签的中心点作为切换后机械臂工具坐标系的中心点。

步骤S505，基于吸附标签待贴工件之间的位姿偏移调整吸附标签的位姿，以使吸附标签与待贴工件对齐。

如图2所示，对步骤S501-步骤S505进行一种示例性说明，如下：

利用第一工业相机采集初始吸附标签位姿，初始吸附标签位姿包括机械臂吸附标签的初始位置和角度。其中，机械臂工具坐标系下，吸附标签的中心点坐标由上述实施例获取，记为(X_c，Y_c)；吸附标签相对于水平方向的旋转角度记为θ₁；机械臂工具坐标系下，吸标头1的中心点坐标可以由标定后的工具坐标系读取，记为(X₁，Y₁)；吸标头1相对于吸附标签中心点的偏移为ΔX＝X₁-X_C，ΔY＝Y₁-Y_C。为了使吸附标签对准待贴工件，将吸附标签移动至待贴位上方，以吸标头1为机械臂工具坐标系的中心点，使机械臂在X和Y方向上分别移动ΔY和ΔX。

当吸附标签移动至待贴位上方，利用第二工业相机采集标签待贴位姿及待贴工件位姿，待贴工件相对于竖直方向的旋转角度记为θ₂；待贴工件的中心点坐标同样由上述实施例获取，记为(X_w，Y_w)；机械臂工具坐标系下，旋转后吸附标签的中心点坐标，记为(X_c′，Y_c′)；机械臂工具坐标系下，旋转后吸标头1的中心点坐标同样由标定后的工具坐标系读取，记为(X₁′，Y₁′)；吸附标签和待贴工件的角度偏移为Δθ＝θ₁-θ₂，位置偏移为ΔX₁＝X_w-X_C′，ΔY₁＝Y_C′-Y_w。在前述位姿调整的基础上，切换机械臂工具坐标系，以吸附标签的中心点为机械臂工具坐标系的中心点，移动机械臂在X方向偏移ΔX₁，Y方向偏移ΔY₁，使吸附标签的中心点与待贴工件的中心点对准，最后以标签中心点旋转机械臂，旋转角度为Δθ，即可使吸附标签与待贴工件对齐。

应理解，贴标场景下吸附标签与待贴工件的位姿关系不限于示例性描述中的位姿关系，对应于不同位姿关系的调整方式这里不再一一列举。

上述实施例提供的方法可以实现自动贴标；同时，利用双相机系统，降低了机械臂因长期高速运行所累积的误差以及第一工业相机对应的标定误差。在此基础上，还可以利用吸附标签对应的多组样本位姿数据进一步降低第二工业相机对应的标定误差。

在一些实施例中，设计多组实验数据，通过计算获取机械臂在X方向、Y方向偏移的理论距离，以及旋转的角度，记为(X_计i，Y_计i，θ_计i)；采集机械臂在X方向、Y方向偏移的实际距离，以及旋转的角度，记为(X_实i，Y_实i，θ_实i)；其中i＝1，2，3…n，再利用最小二乘法进行数据拟合，校正机械臂在X方向、Y方向偏移的距离，以及旋转的角度，计算公式如下：

其中，a、b、c、d、j和k为未知系数，最少取两组实验即可求解未知系数，多组数据则能够获得更准确的校正结果，将校准后的数据发送给机械臂，即可高效准确地实现自动贴标。

相关技术中，有些方法利用单相机将吸附标签和待贴工件的坐标转换到机械臂的世界坐标系中，再进行对位旋转和偏移等计算，这种方法的坐标转换计算繁琐，并且无法减少机械臂在高速重复运动过程中存在的一定范围内的累积误差、视觉标定误差和机械臂末端重复按压导致的机械误差，这些误差会导致贴标精度下降，影响产品良率。

本公开实施例提出的基于视觉标定的自动贴标定位方法，利用双相机对吸附标签和待贴标签进行图像采集，将吸附标签和待贴工件的坐标转换到机械臂工具坐标系下，计算出吸附标签和待贴工件之间的相对位置和角度偏差，不需要过多繁杂的坐标转换过程和对位计算，利用机械臂工具坐标系的自动切换特性即可快速进行贴标对准，最后进行定位误差补偿，消除标定误差和机械臂长期运行所产生的累积误差，实现精准高效贴标。同时，能够提升柔性生产能力，针对产线变更和不同的贴标场景，都可满足需求，柔性生产能力强，普适性高，操作简单且成本较低。

图3示出了本公开实施例贴标定位方法的一种坐标系关系图。

参考图3，基坐标系是以机械臂的基座为原点的坐标系；机械臂末端关节处为末端坐标系，通常会覆盖一层法兰，因此，机械臂末端坐标系也称为法兰末端坐标系；在机械臂贴标的过程中，机械臂末端会搭载吸标工件，吸标工件上可以设置位置对称的两个吸标头，为吸标头建立一个坐标系，便于描述吸标头的运行情况，即工具坐标系；同样地，为工件建立一个坐标系，便于描述工件的位置，即工件坐标系；相机坐标系是以相机光学中心为原点的坐标系，机械臂通常搭载相机作为视觉传感器，相机搭载于机械臂末端称为眼在手上，搭载在机械臂之外的固定位置，称为眼在手下。

图4示出了实施例一种贴标定位装置的组成结构示意图。

参考图4，实施例一种贴标定位装置，所述装置40包括：确定模块401，用于确定机械臂工具坐标系下吸标头的中心点坐标；基于吸标头的中心点坐标，确定机械臂工具坐标系与像素坐标系之间的位姿转换关系；基于位姿转换关系，确定机械臂工具坐标系下吸附标签和待贴工件的中心点坐标；定位模块402，用于基于吸附标签和待贴工件的中心点坐标，调整吸附标签的位姿。

在一些实施例中，确定模块401，具体用于控制机械臂移动吸标头，使吸标头从不同方位触碰机械臂操作空间中的任意一点，得到两组标定点；利用两点标定法确定吸标头末端点相对机械臂末端点的位置变换关系；基于位置变换关系标机械臂工具坐标系下吸标头的中心点坐标。

在一些实施例中，确定模块401，具体用于利用九点标定法对第一工业相机进行手眼标定，得到机械臂工具坐标系与第一像素坐标系之间的位姿转换关系；利用九点标定法对第二工业相机进行手眼标定，得到机械臂工具坐标系与第二像素坐标系之间的位姿转换关系；其中，第一工业相机为上照相机，手眼标定方式为眼在手外；第二工业相机为下照相机，手眼标定方式为眼在手上。

在一些实施例中，确定模块401，具体用于利用第一工业相机对吸标头进行图像采集；从采集的图像中选取九个像素点并记录对应的像素坐标；将吸标头分别对准九个像素点的圆心，利用吸标头读取机械臂工具坐标系下九个像素点的坐标；基于像素坐标和像素点在机械臂工具坐标系下的坐标，得到机械臂工具坐标系与第一像素坐标系之间的位姿转换关系。

在一些实施例中，确定模块401，具体用于利用第二工业相机对标定板进行图像采集，标定板的高度与待贴工件的高度相同；在标定板上选取九个点并记录对应的像素坐标；将吸标头分别对准标定板上九个点的圆心，利用吸标头读取机械臂工具坐标系下标定板上九个点的坐标；基于像素坐标和机械臂工具坐标系下标定板上点的坐标，得到机械臂工具坐标系与第二像素坐标系之间的位姿转换关系。

在一些实施例中，确定模块401，具体用于确定吸附标签的中心点像素坐标和待贴工件的中心点像素坐标；基于位姿转换关系、吸附标签的中心点像素坐标和待贴工件的中心点像素坐标，确定机械臂工具坐标系下吸附标签和待贴工件的中心点坐标。

在一些实施例中，确定模块401，具体用于采集吸附标签和待贴工件的图像；基于吸附标签和所述待贴工件的图像，确定吸附标签和待贴工件的轮廓，得到吸附标签的中心点像素坐标和待贴工件的中心点像素坐标。

在一些实施例中，定位模块401，具体用于确定机械臂工具坐标系下，吸标头与吸附标签的中心点之间的位姿偏移；以吸标头为机械臂工具坐标系的中心点，基于吸标头与吸附标签的中心点之间的位姿偏移调整吸附标签的位姿；确定机械臂工具坐标系下，吸附标签与待贴工件之间的位姿偏移；切换械臂工具坐标系，将吸附标签的中心点作为切换后机械臂工具坐标系的中心点；基于吸附标签与待贴工件之间的位姿偏移调整吸附标签的位姿，以使吸附标签与待贴工件对齐。

在一些实施例中，装置40还包括：校准模块403，用于采集吸附标签对应的多组样本位姿数据，利用最小二乘法对多组样本位姿数据进行数据拟合，以校正吸附标签调整后的位姿。

图5示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备700的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴电子设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

如图5所示，电子设备700包括计算单元701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的计算机程序或者从存储单元708加载到随机访问存储器(RAM)703中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 703中，还可存储电子设备700操作所需的各种程序和数据。计算单元701、ROM 702以及RAM 703通过总线704彼此相连。输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。

电子设备700中的多个部件连接至I/O接口705，包括：输入单元706，例如键盘、鼠标等；输出单元707，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元708，例如磁盘、光盘等；以及通信单元709，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元709允许电子设备700通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他电子设备交换信息/数据。

计算单元701可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元701的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元701执行上文所描述的各个方法和处理，例如一种贴标定位方法。例如，在一些实施例中，一种贴标定位方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元708。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM702和/或通信单元709而被载入和/或安装到电子设备700上。当计算机程序加载到RAM 703并由计算单元701执行时，可以执行上文描述的一种贴标定位方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元701可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行一种贴标定位方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种贴标定位方法，其特征在于，所述方法包括：

确定机械臂工具坐标系下吸标头的中心点坐标；

基于所述吸标头的中心点坐标，确定所述机械臂工具坐标系与像素坐标系之间的位姿转换关系；

基于所述位姿转换关系，确定所述机械臂工具坐标系下吸附标签和待贴工件的中心点坐标；

基于所述吸附标签和所述待贴工件的中心点坐标，调整所述吸附标签的位姿。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定机械臂工具坐标系下吸标头的中心点坐标，包括：

控制机械臂移动所述吸标头，使所述吸标头从不同方位触碰机械臂操作空间中的任意一点，得到两组标定点；

利用两点标定法确定吸标头末端点相对机械臂末端点的位置变换关系；

基于所述位置变换关系标定所述机械臂工具坐标系下所述吸标头的中心点坐标。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述吸标头的中心点坐标，确定所述机械臂工具坐标系与像素坐标系之间的位姿转换关系，包括：

利用九点标定法对第一工业相机进行手眼标定，得到所述机械臂工具坐标系与第一像素坐标系之间的位姿转换关系；

利用九点标定法对第二工业相机进行手眼标定，得到所述机械臂工具坐标系与第二像素坐标系之间的位姿转换关系；

其中，所述第一工业相机为上照相机，手眼标定方式为眼在手外；所述第二工业相机为下照相机，手眼标定方式为眼在手上。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用九点标定法对第一工业相机进行手眼标定，得到所述机械臂工具坐标系与第一像素坐标系之间的位姿转换关系，包括：

利用第一工业相机对所述吸标头进行图像采集；

从采集的图像中选取九个像素点并记录对应的像素坐标；

将所述吸标头分别对准所述九个像素点的圆心，利用所述吸标头读取所述机械臂工具坐标系下所述九个像素点的坐标；

基于所述像素坐标和所述像素点在所述机械臂工具坐标系下的坐标，得到所述机械臂工具坐标系与所述第一像素坐标系之间的位姿转换关系。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用九点标定法对第二工业相机进行手眼标定，得到所述机械臂工具坐标系与第二像素坐标系之间的位姿转换关系，包括：

利用第二工业相机对标定板进行图像采集，所述标定板的高度与所述待贴工件的高度相同；

在所述标定板上选取九个点并记录对应的像素坐标；

将所述吸标头分别对准所述标定板上九个点的圆心，利用所述吸标头读取所述机械臂工具坐标系下所述标定板上九个点的坐标；

基于所述像素坐标和所述机械臂工具坐标系下所述标定板上点的坐标，得到所述机械臂工具坐标系与所述第二像素坐标系之间的位姿转换关系。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述位姿转换关系，确定所述机械臂工具坐标系下吸附标签和待贴工件的中心点坐标，包括：

确定所述吸附标签的中心点像素坐标和所述待贴工件的中心点像素坐标；

基于所述位姿转换关系、所述吸附标签的中心点像素坐标和所述待贴工件的中心点像素坐标，确定所述机械臂工具坐标系下所述吸附标签和所述待贴工件的中心点坐标。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定所述吸附标签的中心点像素坐标和所述待贴工件的中心点像素坐标，包括：

采集所述吸附标签和所述待贴工件的图像；

基于所述吸附标签和所述待贴工件的图像，确定所述吸附标签和所述待贴工件的轮廓，得到所述吸附标签的中心点像素坐标和所述待贴工件的中心点像素坐标。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述吸附标签和待贴工件的中心点坐标，调整所述吸附标签的位姿，包括：

确定所述机械臂工具坐标系下，所述吸标头与所述吸附标签的中心点之间的位姿偏移；

以所述吸标头为所述机械臂工具坐标系的中心点，基于所述吸标头与所述吸附标签的中心点之间的位姿偏移调整所述吸附标签的位姿；

确定所述机械臂工具坐标系下，所述吸附标签与所述待贴工件之间的位姿偏移；

切换所述械臂工具坐标系，将所述吸附标签的中心点作为切换后机械臂工具坐标系的中心点；

基于所述吸附标签与所述待贴工件之间的位姿偏移调整所述吸附标签的位姿，以使所述吸附标签与所述待贴工件对齐。

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

采集所述吸附标签对应的多组样本位姿数据，利用最小二乘法对所述多组样本位姿数据进行数据拟合，以校正所述吸附标签调整后的位姿。

10.一种贴标定位装置，其特征在于，所述装置包括：

确定模块，用于确定机械臂工具坐标系下吸标头的中心点坐标；基于所述吸标头的中心点坐标，确定所述机械臂工具坐标系与像素坐标系之间的位姿转换关系；基于所述位姿转换关系，确定所述机械臂工具坐标系下吸附标签和待贴工件的中心点坐标；

定位模块，用于基于所述吸附标签和所述待贴工件的中心点坐标，调整所述吸附标签的位姿。

11.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

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1-9中任一项所述的贴标定位方法。

12.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-9中任一项所述的贴标定位方法。

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