一种基于云台手眼相机的机械臂位置视觉伺服方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及计算机视觉与机器人领域，尤其涉及一种基于云台手眼相机的机械臂位置视觉伺服方法及系统，包括如下步骤：通过图像处理与定位模块中的观测相机获取目标的图像获得目标位姿信息；机械臂控制模块接收目标位姿信息，执行基于位置的视觉伺服任务，指导机械臂的末端执行器移动到目标的期望位置；云台控制模块接收目标质心图像位置信息以及末端执行器的运动速度，输出控制云台的角速度指令，控制观测相机的姿态，从而确保目标位于相机视场内。本发明专利技术易于实施和搭建，并在传统视觉伺服方法上进行升级，通过简化的视场保持控制算法，运行计算成本低且维护简单，适应多变的照明条件和动态环境，增强了操作的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机视觉与机器人领域，尤其涉及一种基于云台手眼相机的机械臂位置视觉伺服方法及系统。

技术介绍

1、传统的工业机械臂通常在固定的工作区域内执行预设的任务，如组装和焊接。为了实现机械臂与工作空间中目标物体可靠的交互，必须将目标物体放置在精确统一的位置上，但当机械臂末端位置或目标物体位置存在误差时，通常会导致操作失败。解决这一问题最通用的方法是视觉伺服，利用目标的图像反馈信息对机械臂进行控制，实现其行为的自适应调整。视觉伺服任务涉及多方面内容，包括目标感知与跟踪、图像信息到机械臂操作空间的映射、机械臂手眼协调控制等。

2、在基于位置的视觉伺服任务中，尽管机械臂末端能保证笛卡尔空间中的运动轨迹最佳，但由于无法直接对图像进行控制，可能会导致目标移出相机视野，影响视觉伺服任务的成功率，从而影响系统的鲁棒性和可靠性。现有的保持相机视场的方法，如调整相机焦距、路径规划、基于势场的方法等等，往往涉及复杂的控制算法，计算成本高，影响系统的实时性能。特别是当目标的部分图像点被遮挡或离开图像平面时有可能影响视觉伺服任务的成功率，这些方法的应用范围受限。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于云台手眼相机的机械臂位置视觉伺服方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的机械臂位置视觉伺服方法，其特征在于，所述步骤S1，具体为，

3.根据权利要求1所述的机械臂位置视觉伺服方法，其特征在于，所述步骤S2，具体为，

4.根据权利要求1所述的机械臂位置视觉伺服方法，其特征在于，所述步骤S3，具体为，

5.根据权利要求2所述的机械臂位置视觉伺服方法，其特征在于，所述相机标定单元根据所述目标的图像信息求解所述观测相机的内参矩阵、畸变系数，并根据手眼标定算法求解云台零位时所述末端执行器和所述观测相机之间的齐次变换矩阵，具体为，...

【技术特征摘要】

1.一种基于云台手眼相机的机械臂位置视觉伺服方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的机械臂位置视觉伺服方法，其特征在于，所述步骤s1，具体为，

3.根据权利要求1所述的机械臂位置视觉伺服方法，其特征在于，所述步骤s2，具体为，

4.根据权利要求1所述的机械臂位置视觉伺服方法，其特征在于，所述步骤s3，具体为，

5.根据权利要求2所述的机械臂位置视觉伺服方法，其特征在于，所述相机标定单元根据所述目标的图像信息求解所述观测相机的内参矩阵、畸变系数，并根据手眼标定算法求解云台零位时所述末端执行器和所述观测相机之间的齐次变换矩阵，具体为，

6.根据权利要求2所述的机械臂位置视觉伺服方法，其特征在于，所述图像处理单元通过图像特征提取算法处理所述观测相机获取的所述目标的图像，具体为，

7.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁新武，韦舒颖，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：