[发明专利]机械手臂系统参数的校正方法与校正装置

说明书

技术领域

本发明是有关于一种机械手臂系统参数的校正方法与校正系统，且特别是有关于同时校正摄像单元的内部参数，以及摄像单元与机械手臂的相互关系的一种机械手臂的校正方法与校正系统。

背景技术

在自动化生产中，常利用机械手臂进行工件的抓取、排列或组装，而进一步在机械手臂与视觉的整合系统，其例如是在一生产在线让机械手臂使用视觉系统自动抓取在输送带上的目标物，则是利用目标物在摄影机影像中的特征点位置来标定目标物的位置和姿态。为了使系统能够精准地测定目标物的位置和姿态，此系统需经过使用前的校正方能达成。

发明内容

本发明提供一种机械手臂系统参数的校正方法，以使机械手臂系统具有较高的精度。

本发明提供一种校正装置，其藉由简易的构件而达到校正摄像单元的内部参数，及摄像单元与机械手臂之间的空间关系。

本发明的一实施例提出一种机械手臂系统参数的校正方法。机械手臂系统包括一基座、一机械手臂与至少一摄像单元，其中机械手臂具有一第一端与一第二端，第一端连接至基座。上述的参数特别是指摄影单元的内部参数、以及摄像单元相对于机械手臂的第一端的旋转矩阵与平移向量。校正方法包括，设置一平面在摄像单元前，以及设置一激光单元在机械手臂的第二端，其中激光单元投射一光束至平面上形成一光点，之后分别取得激光单元相对于机械手臂的第二端的一第一初始参数集合、平面相对于机械手臂的第一端的一第二初始参数集合、摄像单元的内部参数，亦即是摄像单元的一第三初始参数集合、与摄像单元相对于机械手臂的第一端的旋转矩阵与平移向量，亦即是摄像单元相对于机械手臂的第一端的一第四初始参数集合。接着，移动机械手臂的第二端到至少一位置姿态，使光点在摄像单元上所形成的影像而取得光点相对于摄像单元的至少一实际位置，以取得机械手臂的第二端相对于第一端的一第五参数集合。接着，藉由第一初始参数集合、第二初始参数集合、第三初始参数集合、第四初始参数集合与第五参数集合取得光点相对于摄像单元的至少一预测位置。接着将彼此对应的预测位置与实际位置的相对差异量形成一方程式，最后藉由一算法取得此方程式的参数解，以校正该第一初始参数集合、该第二初始参数集合、该第三初始参数集合与该第四初始参数集合。

本发明的一实施例提出一种校正装置，用以校正一机械手臂系统。机械手臂系统包括一机械手臂与至少一摄像单元。校正装置包括一激光单元、一控制单元以及一平面。激光单元组装在机械手臂上。控制单元电性连接机械手臂与摄像单元。平面配置在摄像单元的可视范围内。激光单元发射一光束至平面上形成一光点，其中控制单元藉由摄像单元撷取在平面上的光点的影像，而同时校正摄像单元的内部参数及摄像单元与机械手臂之间的空间几何关系。

基于上述，在本发明的上述实施例中，机械手臂系统参数的校正方法藉由设置在摄像单元的可视范围内的一平面与配置在机械手臂上的激光单元，以让使用者能方便地同时校正摄像单元的参数及机械手臂与摄像单元之间的关系参数。此举让机械手臂系统能以较简易且方便的方式便能达到精确地校正机械手臂系统的效果。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明一实施例的一种机械手臂系统与校正装置的示意图；

图2绘示图1的机械手臂系统的校正方法的流程图；

图3绘示在图1机械手臂系统在校正流程中用以取得初始参数的示意图。

【主要组件符号说明】

10：监视器

100：校正装置

200：机械手臂系统

210：机械手臂

110：激光单元

120：控制单元

130：平面

220：摄像单元

140：光点

230：基座

180：图样

182、182a：格点

E1：第一端

E2：第二端

具体实施方式