【技术实现步骤摘要】
基于多零位视觉引导的机械臂定位误差补偿方法及装置
[0001]本专利技术涉及机器视觉
，尤其涉及一种基于多零位视觉引导的机械臂定位误差补偿方法及装置。
技术介绍
[0002]机器视觉技术目前在工业生产领域广泛应用，其具体生产作业主要有零件或者材料的缺陷检测、零件尺寸测量、印刷电路板线路检测、汽车生产过程中的焊接、涂胶以及零件定位引导等。其中，零件定位引导是指在汽车工业的生产装配过程中，通过将机器人与视觉技术相结合，完成对流水线上零件的精准定位引导以及后续抓取安装等操作，从而代替了传统人工搬运或者机器人手动示教的抓取方式，很大程度提高了工业自动化及智能化水平。基于视觉的三维定位引导方法核心在于分析相机坐标系和零件坐标系的空间位置关系，进而实现机械臂对零件空间位置的感知。
[0003]针对现有视觉系统的感知原理，定位引导系统的视觉部分可分为：单目视觉定位、双目视觉定位、线激光三维定位以及结构光三维定位。其中双目视觉或者三维相机都是通过直接获取零件空间三维信息实现定位，但标定流程复杂且相机成本高；而单目视觉是通过联立...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于多零位视觉引导的机械臂定位误差补偿方法，其特征在于，包括：生成零位锚点分布图；根据所述零位锚点分布图，获取多组零位锚点对应的零件图像，并进行特征提取；获取每组所述零位锚点对应的机械臂末端坐标系与机械臂基坐标系的转换关系，以及示教抓取时机械臂末端坐标系与机械臂基坐标系的转换关系，并通过优化求解获得多组所述零位锚点对应的误差修正矩阵；获取待引导零件图像，根据图像中提取的特征点分布信息进行零位锚点匹配，得到最优的零位锚点序号，并选取相应的所述误差修正矩阵评估机械臂实际引导参数；根据所述机械臂实际引导参数，控制机械臂执行零件抓取操作。2.根据权利要求1所述的基于多零位视觉引导的机械臂定位误差补偿方法，其特征在于，所述获取零位锚点分布图，包括：在零件处于零位时，控制机械臂末端相机移动至最佳拍照位置，并将所述最佳拍照位置确定为中心零位锚点；根据预设间距，控制所述机械臂末端相机分别沿机械臂基坐标系的x轴及y轴移动至所述中心零位锚点周围的8个拍照位置，并将周围的8个拍照位置确定为邻接零位锚点；对1组所述中心零位锚点和8组所述邻接零位锚点进行编号后，生成3*3的零位锚点分布图。3.根据权利要求1所述的基于多零位视觉引导的机械臂定位误差补偿方法，其特征在于，所述通过优化求解获得多组所述零位锚点对应的误差修正矩阵，包括：获取每组所述零位锚点对应的手眼标定参数；通过PnP算法获取每组所述零位锚点对应的相机坐标系与零件坐标系的转换关系；根据每组所述零位锚点对应的相机坐标系与零件坐标系的转换关系、手眼标定参数，以及机械臂末端坐标系与机械臂基坐标系的转换关系，评估机械臂基坐标系与零件坐标系的转换关系；根据所述机械臂基坐标系与零件坐标系的转换关系，以及所述示教抓取时机械臂末端坐标系与机械臂基坐标系的转换关系，反向评估每组所述零位锚点对应的机械臂末端坐标系与零件坐标系的转换关系，以得到误差修正矩阵。4.根据权利要求3所述的基于多零位视觉引导的机械臂定位误差补偿方法，其特征在于，所述机械臂基坐标系与零件坐标系的转换关系为：上式中，为所述机械臂基坐标系与零件坐标系的转换关系；i为零位锚点的序号，且i＝1,2,
…
,9；为每组所述零位锚点对应的机械臂末端坐标系与机械臂基坐标系的转换关系；为所述手眼标定参数；为每组所述零位锚点对应的相机坐标系与零件坐标系的转换关系；所述误差修正矩阵为：
上式中，为所述零位锚点对应的机械臂末端坐标系与零件坐标系的转换关系，即误差修正矩阵；为所述示教抓取时机械臂末端坐标系与机械臂基坐标系的转换关系。5.根据权利要求1所述的基于多零位视觉引导的机械臂定位误差补偿方法，其特征在于，所述获取待引导零件图像，根据图像中提取的特征点分布信息进行零位锚点匹配，得到最优的零位锚点序号，并选取相应的所述误差修正矩阵评估机械臂实际引导参数，包括：控制机械臂末端相机移动至零位锚点分布图的中心零位锚点，并对位置未知的待引导零件进行拍照，获得待引导零件图像；从所述待引导零件图像中提取特征点分布信息，并获取所述中心零位锚点对应的相机坐标系与零件坐标系的转换关系；将所述待引导零件图像的特征点分布信息与各组所述零位锚点对应的特征点分布信息进行零位锚点匹配，得到零位锚点匹配结果；所述零位锚点匹配结果为特征距离最小的零位锚点序号；根据所述零位锚点匹配结果选取误差修正矩阵，结合所述中心零位锚点对应的机械臂末端坐标系与机械臂基坐标系的转换关系、手眼标定参数、相机坐标系与零件坐标系的转换关系...
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