确定相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的方法及其系统技术方案

本发明专利技术提供一种确定相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的方法及其系统，通过确定指定位置对应的机械臂手爪坐标以及对应的相机坐标，基于若干不同指定位置对应的相机坐标和机械臂手爪坐标，直接确定相机坐标与机械臂手爪坐标的映射关系，克服传统技术方案的世界坐标难以精确测量、以及相机坐标与机械臂手爪坐标的映射关系存在累积误差的缺点，从而提高相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的精确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械臂
，特别是一种确定相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的方法及其系统。
技术介绍
在基于视觉的机械臂抓取系统中，为了根据视觉信息操纵机械臂手爪，首先要建立相机坐标与机械臂手爪坐标之间的映射关系。在传统的技术方案中，为了找出这种映射关系，首先以摄像头标定确定相机坐标与世界坐标之间的映射关系，然后确定世界坐标与机械臂手爪坐标的映射关系，最终求出相机坐标与机械臂手爪坐标的映射关系。然而，这种技术方案存在两个缺点：(1)世界坐标难以精确测量；(2)相机坐标与世界坐标之间的映射关系和世界坐标与机械臂手爪坐标的映射关系的估计均有误差，且独立测量，因此求相机坐标与机械臂手爪坐标的映射关系存在累积误差。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种确定相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的方法及其系统，能够提高相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的精确度。本专利技术的确定相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的方法，技术方案如下，包括：通过机械臂抓放同一个参考物体到相机摄像范围内的指定位置，读取所述指定位置对应的机械臂手爪坐标；通过所述相机拍摄所述参考物体在所述指定位置时的图像，计算所述图像的特征点；将所述图像的特征点与预置的所述参考物体的模板图的特征点进行匹配，得出所述参考物体在所述图像中的中心坐标，作为所述指定位置对应的相机坐标；基于若干不同指定位置对应的相机坐标和机械臂手爪坐标，确定相机坐标与机械臂手爪坐标的映射关系。本专利技术的确定相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的方法，通过确定指定位置对应的机械臂手爪坐标以及对应的相机坐标，基于若干不同指定位置对应的相机坐标和机械臂手爪坐标，直接确定相机坐标与机械臂手爪坐标的映射关系，克服传统技术方案的上述缺点，从而提高相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的精确度。本专利技术还提供一种确定相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的系统，包括：机械臂手爪坐标获取模块，用于通过机械臂抓放同一个参考物体到相机摄像范围内的指定位置，读取所述指定位置对应的机械臂手爪坐标；相机坐标获取模块，用于通过所述相机拍摄所述参考物体在所述指，定位置时的图像，计算所述图像的特征点；将所述图像的特征点与预置的所述参考物体的模板图的特征点进行匹配，得出所述参考物体在所述图像中的中心坐标，作为所述指定位置对应的相机坐标；映射关系确定模块，用于基于若干不同指定位置对应的相机坐标和机械臂手爪坐标，确定相机坐标与机械臂手爪坐标的映射关系。本专利技术的确定相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的系统，通过机械臂手爪坐标获取模块获取指定位置对应的机械臂手爪坐标，相机坐标获取模块获取所述指定位置对应的相机坐标，映射关系确定模块基于若干不同指定位置对应的相机坐标和机械臂手爪坐标，直接确定相机坐标与机械臂手爪坐标的映射关系。因此，能够克服传统技术方案的世界坐标难以精确测量、以及相机坐标与机械臂手爪坐标的映射关系存在累积误差的缺点，从而提高相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的精确度。附图说明图1为一个实施例的确定相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的方法的流程示意图；图2为一个较佳实施方式的确定相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的方法的流程示意图；图3为从相机拍摄图像的左上角到右下角逐行放置示意图；图4为一个实施例的确定相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的系统的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。请参阅图1中一个实施例的确定相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的方法的流程示意图，包括步骤S101至步骤S104：S101，通过机械臂抓放同一个参考物体到相机摄像范围内的指定位置，读取所述指定位置对应的机械臂手爪坐标。为了提高后续参考物体在所述指定位置时的相机坐标精确度，选取带有明显纹理特征的物体作为所述参考物体。选择同一个参考物体，通过机械臂抓放到相机摄像范围内的指定位置，减少后续参考物体在所述指定位置时的图像中的中心坐标的误差，进一步提高后续确定相机坐标的精确度。在步骤S101之前，拍摄所述参考物体的照片作为模板图，计算所述模板图的特征点。为后续图像特征点的匹配提供基准，从而准确得出所述参考物体在指定位置对应的相机坐标。其中，优先使用SIFT或者SURF局部算子计算所述模板图的特征点，以提高计算模板图特征点的精确度。优选地，拍摄所述参考物体在纯色背景下的照片作为模板图，以减少模板图背景对计算模板图特征点的干扰。进一步地，所述通过机械臂抓放同一个参考物体到相机摄像范围内的指定位置，可以是，通过机械臂抓放同一个参考物体放置于相机摄像范围内若干不同的指定位置，放置的顺序为：从相机拍摄图像的左上角到右下角逐行放置，得到规则的指定位置对应的机械臂手爪坐标，从而减少后续相机坐标与机械臂手爪坐标的映射关系的计算量。步骤S101中，具体地可以通过机械臂系统接口读取机械臂手爪坐标，作为所述指定位置对应的机械臂手爪坐标。S102，通过所述相机拍摄所述参考物体在所述指定位置时的图像，计算所述图像的特征点。S103，将所述图像的特征点与预置的所述参考物体的模板图的特征点进行匹配，得出所述参考物体在所述图像中的中心坐标，作为所述指定位置对应的相机坐标。由于图像的特征点比像素点要少很多，基于图像特征点的匹配相比利用图象灰度信息的匹配，大大减少了匹配过程的计算量；同时，特征点的匹配度量值对位置的变化比较敏感，可以大大提高匹配的精确程度；而且，特征点的提取过程可以减少噪声的影响，对灰度变化，图像形变以及遮挡等都有较好的适应能力。所以该步骤将所述图像的特征点与预置的所述参考物体的模板图的特征点进行匹配，得出所述参考物体在所述图像中的中心坐标准确度较高。步骤S103中，具体地，将所述图像的特征点与预置的所述参考物体的模板图的特征点进行匹配，过滤置信度低于预设值的匹配，得出所述参考物体在所述图像中的中心坐标，从而提高所述指定位置对应的相机坐标估算精度。优选地，以RANSAC算法过滤置信度较低的匹配，从而精确估算出参考物体在图像中的中心坐标，作为参考物体在指定位置的相机坐标。S104，基于若干不同指定位置对应的相机坐标和机械臂手爪坐标，确定相机坐标与机械臂手爪坐标的映射关系。具体地，可通过以下方式确定相机坐标与机械臂手爪坐标的映射本文档来自技高网...

【技术保护点】
确定相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的方法，其特征在于，包括：通过机械臂抓放同一个参考物体到相机摄像范围内的指定位置，读取所述指定位置对应的机械臂手爪坐标；通过所述相机拍摄所述参考物体在所述指定位置时的图像，计算所述图像的特征点；将所述图像的特征点与预置的所述参考物体的模板图的特征点进行匹配，得出所述参考物体在所述图像中的中心坐标，作为所述指定位置对应的相机坐标；基于若干不同指定位置对应的相机坐标和机械臂手爪坐标，确定相机坐标与机械臂手爪坐标的映射关系。

【技术特征摘要】
1.确定相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的方法，其特征在于，包括：
通过机械臂抓放同一个参考物体到相机摄像范围内的指定位置，读取所述
指定位置对应的机械臂手爪坐标；
通过所述相机拍摄所述参考物体在所述指定位置时的图像，计算所述图像
的特征点；将所述图像的特征点与预置的所述参考物体的模板图的特征点进行
匹配，得出所述参考物体在所述图像中的中心坐标，作为所述指定位置对应的
相机坐标；
基于若干不同指定位置对应的相机坐标和机械臂手爪坐标，确定相机坐标
与机械臂手爪坐标的映射关系。
2.根据权利要求1所述的确定相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的方法，
其特征在于，所述通过机械臂抓放同一个参考物体到相机摄像范围内的指定位
置之前，包括：
拍摄所述参考物体的照片作为模板图，计算所述模板图的特征点。
3.根据权利要求2所述的确定相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的方法，
其特征在于，所述拍摄所述参考物体的照片作为模板图，包括：
拍摄所述参考物体在纯色背景下的照片作为模板图。
4.根据权利要求1所述的确定相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的方法，
其特征在于，所述通过机械臂抓放同一个参考物体到相机摄像范围内的指定位
置，包括：
通过机械臂抓放同一个参考物体放置于相机摄像范围内若干不同的指定位
置，放置的顺序为：从相机拍摄图像的左上角到右下角逐行放置。
5.根据权利要求1所述的确定相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的方法，
其特征在于，所述读取所述指定位置对应的机械臂手爪坐标，包括：
通过机械臂系统接口读取机械臂手爪坐标，作为所述指定位置对应的机械
臂手爪坐标。
6.根据权利要求1所述的确定相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系的方法，
其特征在于，所述将所述图像的特征点与预置的所述参考物体的模板图的特征
点进行匹配，得出所述参考物体在所述图像中的中心坐标，包括：
将所述图像的特征点与预置的所述参考物体的模板图的特征点进行匹配，
过滤置信度低于预设值的匹配，得出所述参考物体在所述图像中的中心坐标。
7.根据权利要求1所述的确定相机坐标与机械臂手爪坐标映射关系...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨铭，
申请(专利权)人：广州视源电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44