一种螺丝组装孔位识别方法及螺丝组装机器人技术

本发明专利技术涉及一种螺丝组装孔位识别方法，包括以下步骤：S1：计算第一变换矩阵；S2：检测所有第一螺丝孔位；S3：对检测到的所有第一螺丝孔位进行编码；S4：检测螺丝刀位置和第二螺丝孔位；S5：计算第二变换矩阵；S6：验证第二变换矩阵，得到正确的第二螺丝孔位及编号；S7：将检测到的螺丝刀坐标通过第一变换矩阵转换到螺丝孔平面，得到螺丝刀所在螺丝孔编号并返回编号。本发明专利技术的一种螺丝组装机器人通过存储标准待作业机器上的第一螺丝孔位与编码，将作业第二螺丝孔位与第一螺丝孔位进行对比，得到第二变换矩阵，通过第一变换矩阵判断螺丝刀批头的实时位置，从而在作业产品摆放角度不统一时也能够按照工艺要求的顺序正确依次拧固第二螺丝。丝。丝。

【技术实现步骤摘要】
一种螺丝组装孔位识别方法及螺丝组装机器人


[0001]本专利技术涉及图像识别
，尤其是指一种螺丝组装孔位识别方法及螺丝组装机器人。

技术介绍

[0002]在现今的生产作业中，螺丝作为紧固件被广泛使用，其拧固工作通常需要人工完成，费时费力，其中，有些工艺还对螺丝拧固的顺序有要求，为此，诞生了一些自动拧紧螺丝的设备。
[0003]现有的螺丝组装机器人在对生产线上的设备进行螺丝组装时，通常需要将生产线上的设备统一摆放，以便于螺丝组装机器人按照既定的位置坐标对其上的螺丝进行组装，因而需要实际生产线对作业位置进行精确控制，导致现有的螺丝组装机器人的应用成本较高。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中的螺丝组装机器人只能对统一摆放的设备进行工作，因而提供一种适用范围广的螺丝组装孔位识别方法及螺丝组装机器人。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种螺丝组装孔位识别方法，包括以下步骤：
[0006]S1：采集标准作业时螺丝刀图片，检测标准作业时螺丝刀图片中螺丝刀顶部中心点坐标和与其对应的螺丝孔坐标，并通过两者的坐标计算第一变换矩阵；
[0007]S2：采集标准待作业图片，并检测标准待作业图片中的所有第一螺丝孔位；
[0008]S3：对检测到的所有第一螺丝孔进行编码，将编码后的第一螺丝孔位作为标准位置进行保存；
[0009]S4：实时采集作业图片，实时检测作业图片中的螺丝刀位置和作业图片中的所有第二螺丝孔位；<br/>[0010]S5：将检测到的第二螺丝孔位与保存的第一螺丝孔位进行对比计算，得到第二变换矩阵；
[0011]S6：根据第二变换矩阵和保存的第一螺丝得到所有第二螺丝孔位，将计算得到的第二螺丝孔位与作业图片中检测到的第二螺丝孔位进行匹配验证，得到正确完整的第二螺丝孔位及相应编号；
[0012]S7：根据第一变换矩阵计算作业图片中螺丝刀批头中心点的实时位置，判断计算得到的螺丝刀批头中心点的实时位置与最近的第二螺丝的间距是否小于或等于预设值：若小于或等于预设值，则表示螺丝刀此刻在该第二螺丝处，将该第二螺丝的编号与当前需要拧固的第二螺丝编号对比，若相同，则螺丝刀拧固第二螺丝，否则，螺丝刀不拧动；
[0013]若大于预设值，表示螺丝刀此刻未在任一第二螺丝处，螺丝刀不拧动；
[0014]S8：重复步骤S4
‑
S7，直至所有需要拧固的第二螺丝拧固完毕。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S3中对检测到的所有第一螺丝进行编码，将编码后的第一螺丝所在位置作为标准位置进行保存的方法为：根据成品图构建二维坐标系，分为横向的X轴和纵向的Y轴，根据Y轴方向对第一螺丝分组，根据X轴方向对每个小组中的第一螺丝进行排序，通过组号和序号得到第一螺丝的编号，并将第一螺丝的编号与其X轴、Y轴坐标对应保存。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S6中根据第二变换矩阵和保存的第一螺丝孔位得到所有第二螺丝孔位，将计算得到的第二螺丝孔位与作业图片中检测到的第二螺丝孔位进行匹配验证，得到正确完整的第二螺丝孔位及相应编号的方法为：
[0017]S61：对第二螺丝以Y轴分组后，根据X轴方向对每个小组中的第二螺丝孔位进行排序，通过组号和序号得到第二螺丝孔位的编号，对任意一组中的两个第二螺丝孔位的间距进行计算；
[0018]S62：对所有第一螺丝孔位之间的间距进行计算；
[0019]S63：并将S61中计算得到的其中一组第二螺丝孔位的间距与所有第一螺丝孔位的间距进行相减：
[0020]S64：将差值小于或等于预设值的所有第一螺丝孔位组筛选出来，通过其中一组第一螺丝孔位中的任一个第一螺丝孔位为起点，另一个第一螺丝孔位为终点得到该组第一螺丝孔位的向量，通过该组第二螺丝孔位中的任一个第二螺丝孔位为起点，另一个第二螺丝孔位为终点得到该组第二螺丝孔位的向量，根据两个向量计算旋转量，根据两个第一螺丝孔位的中点坐标和两个第二螺丝孔位的中点坐标计算平移量，通过旋转量和平移量计算第二变换矩阵，并通过该第二变换矩阵和所有第一螺丝孔位计算其对应的第二螺丝孔位，将实际的任意一个第二螺丝孔位与计算得到的第二螺丝孔位进行对比：
[0021]若两者的坐标误差在预设值范围内，则表示该实际的第二螺丝孔位与该计算得到的第二螺丝孔位对应，并继续验证下一个实际的第二螺丝孔位，直至所有实际的第二螺丝孔位均在计算得到的第二螺丝孔位中找到与其对应的，则计算得到的第二变换矩阵的验证通过，即通过该第二变换矩阵得到的所有第二螺丝孔位坐标正确；
[0022]若两者的坐标误差不在预设值范围内，判断是否还有差值小于或等于预设值的第一螺丝孔位组，若有，则重复步骤S64直至第二变换矩阵的验证通过，若没有，将该组第二螺丝组排除后重复步骤S63，直至所有第二螺丝孔位组计算得到的第二变换矩阵均验证失败，则发出错误报告并返回步骤S4。
[0023]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S64中通过其中一组第一螺丝孔位中的任一个第一螺丝孔位为起点，另一个第一螺丝孔位为终点得到该组第一螺丝孔位的向量，通过该组第二螺丝孔位中的任一个第二螺丝孔位为起点，另一个第二螺丝孔位为终点得到该组第二螺丝孔位的向量时，先根据所判断的第二螺丝孔位组中的两个第二螺丝孔位的序号先后和两个第二螺丝孔位的坐标、第一螺丝孔位组计算第二螺丝孔位组与第一螺丝孔位组之间的余弦值：
[0024]若余弦值大于0，则通过该第一螺丝孔位组与第二螺丝组计算所有第二螺丝孔位组的第二变换矩阵；
[0025]若余弦值小于0，则改变所判断的第二螺丝孔位组中的向量方向后再计算第二变换矩阵。
[0026]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S1中采集标准作业时螺丝刀图片时，采集至少四个不同位置的螺丝刀图片。
[0027]作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S4中实时采集作业图片，检测作业图片中的螺丝刀位置和作业图片中的所有第二螺丝孔位时，通过训练后的centernet模型进行检测。
[0028]为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种螺丝组装机器人，包括：
[0029]图像采集模块；和
[0030]螺丝刀模块，所述螺丝刀模块用于拧螺丝；和
[0031]驱动模块，所述驱动模块根据上述的螺丝组装孔位识别方法识别螺丝孔并驱动螺丝刀模块拧螺丝。
[0032]作为本专利技术的进一步改进，调整模块，所述调整模块用于调整所述螺丝刀模块的位置。
[0033]为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种计算机介质，所述计算机介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行实现上述的螺丝组装孔位识别方法。
[0034]为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种计算机，包括上述的一种计算机介质。
[0035]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0036]本专利技术的一种螺丝组装机器人通过存储标准待作业产品上的第一螺丝孔位与编码本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螺丝组装孔位识别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：采集标准作业时螺丝刀图片，检测标准作业时螺丝刀图片中螺丝刀顶部中心点坐标和与其对应的螺丝孔坐标，并通过两者的坐标计算第一变换矩阵；S2：采集标准待作业图片，并检测出图片中的所有第一螺丝孔位；S3：对检测到的所有第一螺丝孔位进行编码，将编码后的第一螺丝孔位所在位置作为标准位置进行保存；S4：实时采集作业图片，实时检测出作业图片中的螺丝刀位置和所有第二螺丝孔位；S5：将检测到的第二螺丝孔位与保存的第一螺丝孔位进行对比计算，得到第二变换矩阵；S6：根据第二变换矩阵和保存的第一螺丝孔位得到所有第二螺丝孔位，将计算得到的第二螺丝孔位与作业图片中检测到的第二螺丝孔位进行匹配验证，得到正确完整的第二螺丝孔位及相应编号；S7：根据第一变换矩阵实时计算得到作业图片中螺丝刀批头中心点的实时位置，计算螺丝刀批头中心点与最近的第二螺丝孔位的间距，判断间距是否小于或等于预设值：若小于或等于预设值，则表示螺丝刀此刻在该第二螺丝孔位处，将该第二螺丝孔的编号与当前需要拧固的第二螺丝孔编号进行对比，若相同，则螺丝刀拧固第二螺丝，否则，螺丝刀不拧动；若大于预设值，表示螺丝刀此刻未在任一第二螺丝孔处，螺丝刀不拧动；S8：重复步骤S4
‑
S7，直至所有需要拧固的第二螺丝孔拧固完毕。2.根据权利要求1所述的一种螺丝组装孔位识别方法，其特征在于，所述步骤S3中对检测到的所有第一螺丝孔进行编码，将编码后的第一螺丝孔位作为标准位置进行保存的方法为：根据标准作业图构建二维坐标系，分为横向的X轴和纵向的Y轴，根据Y轴方向对第一螺丝孔分组，根据X轴方向对每个小组中的第一螺丝孔进行排序，通过组号和序号得到第一螺丝孔的编号，并将第一螺丝孔的编号与其X轴、Y轴坐标对应保存。3.根据权利要求2所述的一种螺丝组装孔位识别方法，其特征在于，所述步骤S6中根据第二变换矩阵和保存的第一螺丝孔位得到所有第二螺丝孔位，将计算得到的第二螺丝孔位与作业图片中检测到的第二螺丝孔位进行匹配验证，得到正确完整的第二螺丝孔位及相应编号的方法为：S61：对第二螺丝孔位以Y轴分组后，根据X轴方向对每个小组中的第二螺丝孔位进行排序，通过组号和序号得到第二螺丝孔的编号，对任意一组中的两个第二螺丝孔的间距进行计算；S62：对所有第一螺丝孔之间的间距进行计算；S63：将S61中计算得到的其中一组第二螺丝孔的间距与所有第一螺丝孔的间距进行相减，将差值小于或等于预设值的所有第一螺丝孔组筛选出来；S64：通过其中一组第一螺丝孔位中的任一个第一螺丝孔位为起点，另一个第一螺丝孔位为终点得到该组第一螺丝孔位的向量，通过该组第二螺丝孔位中的任一个第二螺丝孔位为起点，另一个第二螺丝孔位为终点得到该组第二螺丝孔位的向量，根...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁敏，
申请(专利权)人：苏州超集信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：