基于机器视觉的高精度工业协作机器人系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的高精度工业协作机器人系统及控制方法，其系统包括：设置模块，用于基于目标工业区域的区域面积设置辅助机器人的视觉拍摄点；采集模块，用于采集辅助机器人在每个视觉拍摄点上对于目标工业区域内目标对象的高精度定点捕捉图像；定位模块，用于在高精度定点捕捉图像中定位出工作区域；控制模块，用于控制辅助机器人对工作区域进行精密化操作。通过采用在辅助机器人上配置基于机器视觉的图像采集方式来进行图像采集可以保证采集图像的高清晰度，为后续工作奠定了基础，提高了实用性，可以精准稳定地控制辅助机器人进行精密化操作，提高了工作效率的同时也提高了稳定性，避免了定位误差。避免了定位误差。避免了定位误差。

【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉的高精度工业协作机器人系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种基于机器视觉的高精度工业协作机器人系统及控制方法。

技术介绍

[0002]目前，机器人它在工业生产中所扮演的角色越来越重要，工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、机械加工、物流、化工等各个工业领域之中。
[0003]随着通信技术、控制技术以及电子技术等理论学科的相互融合，工业机器人迎来了一个新的发展阶段，从以往的简单应用、单一化研究逐步发展到复杂应用、多样化研究，现有的工业机器人协作方法通常是图像采集和机器人控制分步进行，即首先通过采集图像的方式来确定工业设备上的工作位置区域然后通过远程控制机器人进行精密操作，其存在以下问题：分步进行会导致机器人出现操作误差情况的同时也降低了工作效率，同时，远程监控视频由于视频清晰度等问题会导致定位工作区域与实际存在误差从而降低了机器人的工作效率。

技术实现思路

[0004]针对上述所显示出来的问题，本专利技术提供了一种基于机器视觉的高精度工业协作机器人系统及控制方法用以解决
技术介绍
中提到的分步进行会导致机器人出现操作误差情况的同时也降低了工作效率，同时远程监控视频由于视频清晰度等问题会导致定位工作区域与实际存在误差从而降低了机器人的工作效率的问题。
[0005]一种基于机器视觉的高精度工业协作机器人系统，该系统包括：设置模块，用于基于目标工业区域的区域面积设置辅助机器人的视觉拍摄点；采集模块，用于采集辅助机器人在每个视觉拍摄点上对于目标工业区域内目标对象的高精度定点捕捉图像；定位模块，用于在高精度定点捕捉图像中定位出工作区域；控制模块，用于控制辅助机器人对工作区域进行精密化操作。
[0006]优选的，所述设置模块，包括：第一获取子模块，用于获取辅助机器人的预设视觉拍摄参数，根据预设视觉拍摄参数确定辅助机器人的最佳视觉拍摄范围；计算子模块，用于基于目标工业区域的区域面积和辅助机器人的预设视觉比例计算出最佳拍摄区域范围；确定子模块，用于基于辅助机器人的最佳视觉拍摄范围和目标工业区域的最佳拍摄区域范围确定多个第一拍摄点；筛选子模块，用于基于目标工业区域内工作流水线上的三维工业设备图像以视觉
效果为评估条件筛选出第二拍摄点，将第二拍摄点作为辅助机器人的设置视觉拍摄点。
[0007]优选的，所述采集模块，包括：调取子模块，用于根据监控视频调取目标对象在目标工业区域内的位置信息；设置子模块，用于根据目标对象在目标工业区域内的位置信息和每个视觉拍摄点之间的位置关系设置辅助机器人的拍摄焦距参数和分辨率参数；采集子模块，用于采集设置参数后的辅助机器人在每个视觉拍摄点上对于目标工业区域内目标对象的高精度定点捕捉图像；预处理子模块，用于对高精度定点捕捉图像进行预处理。
[0008]优选的，所述定位模块，包括：处理子模块，用于对高精度定点捕捉图像进行拼接处理；第二获取子模块，用于根据拼接结果获取目标对象的独立结构和混合结构；第三获取子模块，用于获取混合结构的区域参数；定位子模块，用于根据混合结构的区域参数对工作区域进行定位。
[0009]优选的，所述控制模块，包括：第四获取子模块，用于根据预设工业程序获取辅助机器人对于工作区域的 精密化操作流程和每个流程的操作参数；生成子模块，用于根据精密化操作流程和每个流程的操作参数生成工作指令序列；上传子模块，用于将工作指令序列上传到辅助机器人的控制服务器中以使其生成辅助机器人对应的控制参数；控制子模块，用于根据控制参数控制辅助机器人对工作区域进行精密化操作。
[0010]优选的，上传子模块将工作指令序列上传到辅助机器人的控制服务器中以使其生成辅助机器人对应的控制参数，包括：通过预设通信方式连接控制服务器，将工作指令序列进行加密并且上传到控制服务器上；利用控制服务器解析工作指令序列确定每项操作流程的形式描述因子；基于每项操作流程的形式描述因子从数据库中调取每项操作流程的标准动作因子；根据每项操作流程的标准动作因子和工作区域中该操作流程的操作区域设置辅助机器人在每项操作流程中的动作参数；根据辅助机器人在每项操作流程中的动作参数生成辅助机器人对应的控制参数。
[0011]优选的，所述系统还用于：构建辅助机器人的动力学模型；根据动力学模型获取辅助机器人对于每项操作流程的预期作用力；根据辅助机器人对于每项操作流程的预期作用力确定辅助机器人对于该项操作流程的单周期完成度；基于辅助机器人对于每项操作流程的单周期完成度评估出辅助机器人对于该项操作流程的第一作业时长；统计出辅助机器人对于每项操作流程的第一作业时长并且进行整合以计算出辅
助机器人的作业周期，将作业周期上传到控制服务器上。
[0012]优选的，所述根据每项操作流程的标准动作因子和工作区域中该操作流程的操作区域设置辅助机器人在每项操作流程中的动作参数，包括：根据工作区域中每个操作流程的操作区域确定辅助机器人的机械臂在工作区域中每个操作流程的位置偏移量；基于位置偏移量和标准动作因子确定辅助机器人对于每个操作流程的机械臂状态变化参数；将辅助机器人对于每个操作流程的机械臂状态变化参数划分为机械臂移动状态参数和机械臂转动状态参数；根据划分结果和操作流程的对应关系设置辅助机器人在每项操作流程中的动作参数。
[0013]优选的，对高精度定点捕捉图像进行拼接处理，包括：获取每张定点捕捉图像对应位置定点的相对位置关系；根据所有位置定点之间的相对位置关系确定所有定点捕捉图像之间的排列顺序；基于排列顺序生成所有定点捕捉图像之间的图像序列，从图像序列中读取相邻的两幅定点捕捉图像；检测相邻的两幅定点捕捉图像中每幅定点捕捉图像的边界图像特征描述向量；对相邻的两幅定点捕捉图像的边界图像特征描述向量进行配准对齐处理，获取处理结果；根据处理结果判断所有定点捕捉图像之间的排列是否正确，若是，获取每张定点捕捉图像的左右边界像素点的映射信息；若否，对所有定点捕捉图像进行重新排列直到判断其排列正确为止；根据每张定点捕捉图像的左右边界像素点的映射信息获取该张定点捕捉图像中每个边界像素点的映射属性和映射坐标；获取每张定点捕捉图像中相邻边界像素点的垂直像素间距以及该张定点捕捉图像与拼接定点图像的边界像素点之间的水平像素间距；基于每张定点捕捉图像中每个边界像素点的映射属性和映射坐标以及每张定点捕捉图像中相邻边界像素点的垂直像素间距以及该张定点捕捉图像与拼接定点图像的边界像素点之间的水平像素间距选择目标拼接方式，目标拼接方式包括全局拼接和定点拼接；根据目标拼接方式调取拼接程序按照所有定点捕捉图像之间的图像序列对高精度定点捕捉图像进行拼接处理。
[0014]一种基于机器视觉的高精度工业协作机器人控制方法，包括以下步骤：基于目标工业区域的区域面积设置辅助机器人的视觉拍摄点；采集辅助机器人在每个视觉拍摄点上对于目标工业区域内目标对象的高精度定点捕捉图像；对高精度定点捕捉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的高精度工业协作机器人系统，其特征在于，该系统包括：设置模块，用于基于目标工业区域的区域面积设置辅助机器人的视觉拍摄点；采集模块，用于采集辅助机器人在每个视觉拍摄点上对于目标工业区域内目标对象的高精度定点捕捉图像；定位模块，用于在高精度定点捕捉图像中定位出工作区域；控制模块，用于控制辅助机器人对工作区域进行精密化操作。2.根据权利要求1所述基于机器视觉的高精度工业协作机器人系统，其特征在于，所述设置模块，包括：第一获取子模块，用于获取辅助机器人的预设视觉拍摄参数，根据预设视觉拍摄参数确定辅助机器人的最佳视觉拍摄范围；计算子模块，用于基于目标工业区域的区域面积和辅助机器人的预设视觉比例计算出最佳拍摄区域范围；确定子模块，用于基于辅助机器人的最佳视觉拍摄范围和目标工业区域的最佳拍摄区域范围确定多个第一拍摄点；筛选子模块，用于基于目标工业区域内工作流水线上的三维工业设备图像以视觉效果为评估条件筛选出第二拍摄点，将第二拍摄点作为辅助机器人的设置视觉拍摄点。3.根据权利要求1所述基于机器视觉的高精度工业协作机器人系统，其特征在于，所述采集模块，包括：调取子模块，用于根据监控视频调取目标对象在目标工业区域内的位置信息；设置子模块，用于根据目标对象在目标工业区域内的位置信息和每个视觉拍摄点之间的位置关系设置辅助机器人的拍摄焦距参数和分辨率参数；采集子模块，用于采集设置参数后的辅助机器人在每个视觉拍摄点上对于目标工业区域内目标对象的高精度定点捕捉图像；预处理子模块，用于对高精度定点捕捉图像进行预处理。4.根据权利要求1所述基于机器视觉的高精度工业协作机器人系统，其特征在于，所述定位模块，包括：处理子模块，用于对高精度定点捕捉图像进行拼接处理；第二获取子模块，用于根据拼接结果获取目标对象的独立结构和混合结构；第三获取子模块，用于获取混合结构的区域参数；定位子模块，用于根据混合结构的区域参数对工作区域进行定位。5.根据权利要求1所述基于机器视觉的高精度工业协作机器人系统，其特征在于，所述控制模块，包括：第四获取子模块，用于根据预设工业程序获取辅助机器人对于工作区域的 精密化操作流程和每个流程的操作参数；生成子模块，用于根据精密化操作流程和每个流程的操作参数生成工作指令序列；上传子模块，用于将工作指令序列上传到辅助机器人的控制服务器中以使其生成辅助机器人对应的控制参数；控制子模块，用于根据控制参数控制辅助机器人对工作区域进行精密化操作。6.根据权利要求5所述基于机器视觉的高精度工业协作机器人系统，其特征在于，上传
子模块将工作指令序列上传到辅助机器人的控制服务器中以使其生成辅助机器人对应的控制参数，包括：通过预设通信方式连接控制服务器，将工作指令序列进行加密并且上传到控制服务器上；利用控制服务器解析工作指令序列确定每项操作流程的形式描述因子；基于每项操作流程的形式描述因子从数据库中调取每项操作流程的标准动作因子；根据每项操作流程的标准动作因子和工作区域中该操作流程的操作区域设置辅助机器人在每项操作流程中的动作参数；根据辅助...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖智勇，邵茂峰，张国平，王光能，
申请(专利权)人：深圳市大族机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：