一种固定式双目视觉3D引导上件系统技术方案

本发明专利技术提供了一种固定式双目视觉3D引导上件系统，包括2台工业相机、图像处理工控机、机器人控制器；所述2台工业相机，用于从两处不同的角度拍摄目标工件的图像；所述图像处理工控机，用于获取所述目标工件的图像中的特征点信息，根据所述特征点信息计算目标工件位姿并与预设的模板工件位姿进行比对，计算得到目标工件的抓取坐标信息并将所述抓取坐标信息发送至所述机器人控制器；所述机器人控制器用于根据所述抓取坐标信息对目标工件进行抓取。本发明专利技术通过对机器人进行工件的位置引导，实现对不同型号工件的精确定位和抓取，从而节约了人力成本、提高了生产效率、提高了人工摆件的容错率。

【技术实现步骤摘要】
一种固定式双目视觉3D引导上件系统
本专利技术涉及机器视觉
，尤其是涉及一种固定式双目视觉3D引导上件系统。
技术介绍
现有的工业加工设备大多是依靠人工搬运或者对机器人提前示教固定的抓取位姿，来实现对工件的搬运。当工件的位姿发生微小变化时，则机器人无法将工件准确的抓取，甚至由此导致机器人撞机事故。这时需要人工做二次调整工件位姿直至到达机器人的可抓取位，但是人工操作费时费力，需要极度精确的对工件进行位姿摆放。另外，固定工件的夹具占地面大，要实现多品种共有，结构设计复杂，有些还需要人工去完成夹具切换。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种固定式双目视觉3D引导上件系统，通过对机器人进行工件的位置引导，实现对不同型号工件的精确定位和抓取，从而节约了人力成本、提高了生产效率、提高了人工摆件的容错率。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种固定式双目视觉3D引导上件系统，包括2台工业相机、图像处理工控机、机器人控制器；所述2台工业相机，用于从两处不同的角度拍摄目标工件的图像；所述图像处理工控机，用于获取所述目标工件的图像中的特征点信息，根据所述特征点信息计算目标工件位姿并与预设的模板工件位姿进行比对，计算得到目标工件的抓取坐标信息并将所述抓取坐标信息发送至所述机器人控制器；所述机器人控制器用于根据所述抓取坐标信息对目标工件进行抓取。进一步地，所述图像处理工控机为获取5个特征点以对目标工件进行定位，当定位失败的特征点个数超出预设的阈值时，控制显示模块显示定位失败的特征点信息，并发送工件定位失败信息至所述机器人控制器。进一步地，还包括光源，所述光源用于对目标工件进行补光。进一步地，所述光源为采用465nm波长的蓝色光源。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术实施例提供了一种固定式双目视觉3D引导上件系统，包括2台工业相机、图像处理工控机、机器人控制器；所述2台工业相机，用于从两处不同的角度拍摄目标工件的图像；所述图像处理工控机，用于获取所述目标工件的图像中的特征点信息，根据所述特征点信息计算目标工件位姿并与预设的模板工件位姿进行比对，计算得到目标工件的抓取坐标信息并将所述抓取坐标信息发送至所述机器人控制器；所述机器人控制器用于根据所述抓取坐标信息对目标工件进行抓取。本专利技术通过对机器人进行工件的位置引导，实现对不同型号工件的精确定位和抓取，从而节约了人力成本、提高了生产效率、提高了人工摆件的容错率。附图说明图1是本专利技术一实施例提供的固定式双目视觉3D引导上件系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参见图1，本专利技术实施例提供了一种固定式双目视觉3D引导上件系统，包括2台工业相机、图像处理工控机、机器人控制器；所述2台工业相机，用于从两处不同的角度拍摄目标工件的图像；所述图像处理工控机，用于获取所述目标工件的图像中的特征点信息，根据所述特征点信息计算目标工件位姿并与预设的模板工件位姿进行比对，计算得到目标工件的抓取坐标信息并将所述抓取坐标信息发送至所述机器人控制器；所述机器人控制器用于根据所述抓取坐标信息对目标工件进行抓取。进一步地，所述图像处理工控机为获取5个特征点以对目标工件进行定位，当定位失败的特征点个数超出预设的阈值时，控制显示模块显示定位失败的特征点信息，并发送工件定位失败信息至所述机器人控制器。进一步地，还包括光源，所述光源用于对目标工件进行补光。进一步地，所述光源为采用465nm波长的蓝色光源。需要说明的是，现有的工件抓取技术存在以下缺陷：1，需要人工做二次调整工件位姿直至到达机器人的可抓取位，人工操作费时费力，需要极度精确的对工件进行位姿摆放。2、机器人示教抓取位置固定单一，灵活性低，有抓件失败风险。3、固定工件的夹具占地面大，要实现多品种共有，结构设计复杂，有些还需要人工去完成夹具切换。4、常见的视觉引导机器人只能够在2D平面内对工件做位姿纠偏，而且在工厂内视觉系统容易受环境光影响，导致视觉定位失败，机器人没法自动抓取工件。基于上述方案，为便于更好的理解本专利技术实施例提供的固定式双目视觉3D引导上件系统，以下进行详细说明：在进行工件抓取时，两台相机呈一定角度拍摄同一产品特征，根据标定数据(保存在工控机硬盘的VPP格式文件)计算出工件特征点在机器人坐标系的坐标值，与视觉系统建模时记录的模板工件特征点坐标值做对比，随后计算出工件在3D空间上的偏移量，然后通过TCP/IP通信发送给机器人控制器，机器人控制器根据坐标偏移量对工件进行抓取。本专利技术的固定式双目视觉3D引导上件系统由工业相机、工业镜头、光源组、图像处理工控机、机器人控制器等组成，图像处理工控机与工业相机通过千兆网线连接，给相机控制拍照；图像处理工控机与机器人控制器通过千兆网线连接，通过TCP/IP通信实现数据传输。工业机器人搭配此系统，可以简化机器人示教，简化工件夹具设计，解放人力，并可实现多品种混线生产。需要说明的是，由于大部分视觉系统容易受环境光的影响，会导致工件特征点定位失败。而自然光中的蓝光较少，本系统选型了465nm波长蓝色光源和蓝色滤镜来减少环境光的干扰。在一种可行的设计中，本系统可以设定5个工件特征点，软件上可以设定容许1个工件特征点定位失败，软件由识别成功的4个特征点来整体计算工件位姿，以此大大提高了视觉软件的定位成功率。当出现2个或以上的工件特征点定位失败时，工控机会输出给机器人定位失败信息，视觉显示器上显示定位失败的特征点。需要说明的是，再具体实施例中，对工件进行抓取时包含有标定、建模、抓取三部分。其中：相机与光源分别固定安装，首次使用或相机位置发生变化时需要进行相机内标定(相机的畸变等内部参数校准)与相机外标定(用于计算相机坐标系和机器人坐标系的关系)。相机标定时需拍摄9次安装在机器人抓手上的标定板。视觉软件处于在线模式，机器人处于连接状态，随后运行机器人相机标定程序。机器人将标定板置于相机下方，机器人带着标定板摆出9种姿态，然后相机拍照，并将机器人位姿坐标发送给图像处理工控机。相机拍照完成后，视觉软件自动计算标定结果，并保存在工控机本地文件夹。在图像处理工控机的软件里进行工件特征点的设置以用于建模，在被检测物体上寻找5个轮廓清晰、黑白分明的特征点作为模板，通过对这5个特征点做2D模板匹配定位，随后根据上部分的标定结果计算出5个特征点的3D坐标。选取并设置好特征点后，将工件置于标准位置，机器人运行建模程序，相机拍照并识别特征点，并保存建模数据到工控机本地文件夹。建模完成后，保证本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固定式双目视觉3D引导上件系统，其特征在于，包括2台工业相机、图像处理工控机、机器人控制器；/n所述2台工业相机，用于从两处不同的角度拍摄目标工件的图像；/n所述图像处理工控机，用于获取所述目标工件的图像中的特征点信息，根据所述特征点信息计算目标工件位姿并与预设的模板工件位姿进行比对，计算得到目标工件的抓取坐标信息并将所述抓取坐标信息发送至所述机器人控制器；/n所述机器人控制器用于根据所述抓取坐标信息对目标工件进行抓取。/n

【技术特征摘要】
1.一种固定式双目视觉3D引导上件系统，其特征在于，包括2台工业相机、图像处理工控机、机器人控制器；
所述2台工业相机，用于从两处不同的角度拍摄目标工件的图像；
所述图像处理工控机，用于获取所述目标工件的图像中的特征点信息，根据所述特征点信息计算目标工件位姿并与预设的模板工件位姿进行比对，计算得到目标工件的抓取坐标信息并将所述抓取坐标信息发送至所述机器人控制器；
所述机器人控制器用于根据所述抓取坐标信息对目标工件进行抓取。


2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：江连杰，刘益，焦安强，张俊，
申请(专利权)人：广州瑞松北斗汽车装备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44