一种基于Kinect的喷涂人工示教系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于Kinect的喷涂人工示教系统，包括：示教喷枪、彩色球支架、Kinect相机、计算机、机械手控制器和机械手喷枪；在所述示教喷枪的后端设置彩色球支架；在所述彩色球支架上设置彩色球；在所述彩色球支架的后端设置Kinect相机；在所述Kinect相机的一侧设置计算机；在所述计算机的另一侧前端设置机械手控制器；在所述机械手控制器的前端设置机械手喷枪。本装置通过Kinect的定位技术提取人手示教过程中，安装在示教喷枪上的彩色球支架的空间位置和姿态数据，用于机器人机械手喷枪的动作复现，实现了机器人免编程运动，无需轨迹点的输入。

A Kinect-based manual teaching system for spraying

【技术实现步骤摘要】
一种基于Kinect的喷涂人工示教系统
本技术涉及喷涂行业
，尤其是涉及一种基于Kinect的喷涂人工示教系统。
技术介绍
机器人示教器是工业机器人的主要组成部分，通过某一设备或方式实现对机器人作业任务的编程，这个过程就是机器人的示教过程。现有的机器人示教系统可以分为以下三类：1)示教在线方式2)离线编程方式3)基于虚拟现实方式。在这些示教方式中，示教盒是一个重要的编程设备，一般具备直线、圆弧、关节插补以及能够分别在关节空间和笛卡尔空间实现对机器人的控制等功能。在使用前两种示教方式时，示教过程繁琐、费时，且要求操作员具有相当高的专业知识和熟练的操作技能。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于Kinect的喷涂人工示教系统。为实现上述目的，本技术采用以下内容：一种基于Kinect的喷涂人工示教系统，包括：示教喷枪、彩色球支架、Kinect相机、计算机、机械手控制器和机械手喷枪；在所述示教喷枪的后端设置彩色球支架；在所述彩色球支架上设置彩色球；在所述彩色球支架的后端设置Kinect相机；在所述Kinect相机的一侧设置计算机；在所述计算机的另一侧前端设置机械手控制器；在所述机械手控制器的前端设置机械手喷枪。优选的是，所述彩色球支架装成三维笛卡尔坐标，且在每个坐标轴上安装一个彩色球，坐标原点上安装一个彩色球。优选的是，所述彩色球有四个，且每个彩色球的颜色均不同。优选的是，所述彩色球的旋转用四元数法表示。优选的是，所述Kinect相机由彩色摄像头和深度摄像头制成；所述彩色摄像头的配置为1920×108030fps，深度摄像头的配置为512×42430fps。优选的是，所述示教喷枪的运行轨迹形成示教曲线。本技术具有以下优点：本技术通过Kinect相机的定位技术提取人手示教过程中，安装在示教喷枪上的彩色球支架的空间位置和姿态数据，用于机器人机械手喷枪的动作复现，实现了机器人免编程运动，无需轨迹点的输入。附图说明下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1是本技术的一种基于Kinect的喷涂人工示教系统结构示意图。图中，各附图标记为：1-示教喷枪，2-彩色球支架，3-Kinect相机，4-计算机，5-机械手控制器，6-机械手喷枪，7-示教曲线，8-彩色球。具体实施方式为了更清楚地说明本技术，下面结合优选实施例对本技术做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本技术的保护范围。如图1所示，一种基于Kinect的喷涂人工示教系统包括：一种基于Kinect的喷涂人工示教系统，包括：示教喷枪1、彩色球支架2、Kinect相机3、计算机4、机械手控制器5和机械手喷枪6；在所述示教喷枪1的后端设置彩色球支架2；在所述彩色球支架2上设置彩色球8；在所述彩色球支架2的后端设置Kinect相机3；在所述Kinect相机3的一侧设置计算机4；在所述计算机4的另一侧前端设置机械手控制器5；在所述机械手控制器5的前端设置机械手喷枪6；所述Kinect相机3和计算机4之间通过USB3.0的接口连接；所述计算机4、机械手控制器5和机械手喷枪6之间均通过电连接。进一步地，所述彩色球支架2装成三维笛卡尔坐标，且在每个坐标轴上安装一个彩色球8，坐标原点上安装一个彩色球8。进一步地，所述彩色球8有四个，且每个彩色球8的颜色均不同。进一步地，所述彩色球8的旋转用四元数法表示。进一步地，所述Kinect相机3由彩色摄像头和深度摄像头制成；所述彩色摄像头的配置为1920×108030fps，深度摄像头的配置为512×42430fps；Kinect相机3通过标定等处理后，可同时获取空间RGB图像信息和点云信息，通过图像处理对彩色球进行提取，并根据RGB图像与深度图的对应关系，将RGB像素坐标映射到相机坐标系，提取空间彩色球球体上的点云，通过相关点云识别算法拟合迭代，获得球心。进一步地，所述示教喷枪1的运行轨迹形成示教曲线7。在使用时，Kinect相机3获取四个不同颜色小球的球心位置以后，通过彩色球8的固定相对位置和计算求解得到整个示教喷枪1的姿态，加上球心位置后便得到示教喷枪1位姿。人工喷涂示教过程中，通过Kinect相机3捕捉连续运动的示教喷枪1的位姿。由于位姿的测量计算数据存在小幅的跳动和一些误差较大的异常值，因此在计算机4上将初步得到的轨迹数据进行适当的处理和滤波，减少因噪声导致的跳动，并将异常跳变值过滤掉，最终得到相对平滑的轨迹。将示教喷枪1运动轨迹结合喷涂对象的空间位姿进行换算，计算出实际空间运动轨迹坐标后进行反解，便可控制机械手喷枪6运动相应的轨迹。显然，本技术的上述实施例仅仅是为清楚地说明本技术所作的举例，而并非是对本技术的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本技术的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围之列。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Kinect的喷涂人工示教系统，其特征在于，包括：示教喷枪、彩色球支架、Kinect相机、计算机、机械手控制器和机械手喷枪；在所述示教喷枪的后端设置彩色球支架；在所述彩色球支架上设置彩色球；在所述彩色球支架的后端设置Kinect相机；在所述Kinect相机的一侧设置计算机；在所述计算机的另一侧前端设置机械手控制器；在所述机械手控制器的前端设置机械手喷枪。

【技术特征摘要】
1.一种基于Kinect的喷涂人工示教系统，其特征在于，包括：示教喷枪、彩色球支架、Kinect相机、计算机、机械手控制器和机械手喷枪；在所述示教喷枪的后端设置彩色球支架；在所述彩色球支架上设置彩色球；在所述彩色球支架的后端设置Kinect相机；在所述Kinect相机的一侧设置计算机；在所述计算机的另一侧前端设置机械手控制器；在所述机械手控制器的前端设置机械手喷枪。2.根据权利要求1所述的一种基于Kinect的喷涂人工示教系统，其特征在于，所述彩色球支架装成三维笛卡尔坐标，且在每个坐标轴上安装一个彩色球，坐标原点上安装一个彩色球。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：扶建辉，何佳妮，何文，刘志斌，裴翔，
申请(专利权)人：杭州国辰机器人科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33