[发明专利]机械手臂运动控制系统及方法

权利要求书

1.一种机械手臂运动控制方法，应用于计算装置中，其特征在于，该方法包括以下步骤：

第一移动控制步骤，控制机械手臂移动，使得被测物体进入该机械手臂前端的影像撷取装置的视觉影像平面内；

对焦步骤，通过控制机械手臂的垂直移动来完成影像撷取装置的镜头对被测物体进行对焦；

影像分析步骤，对被测物体的影像进行轮廓边缘分析，以获取被测物体的影像面积中心点；

第二移动控制步骤，控制机械手臂移动，使得被测物体的影像面积中心点与所述视觉影像平面的中心点重合；

第一影像撷取控制步骤，记录该视觉影像平面的中心点在空间内的坐标位置为点a，并获取被测物体在该点a处的影像；

第三移动控制步骤，控制机械手臂移动，使得所述视觉影像平面的中心点由点a水平移动长度L；

重复执行第二移动控制步骤，使得被测物体的影像面积中心点再次与水平移动长度L后的视觉影像平面的中心点重合；

第二影像撷取控制步骤，记录水平移动长度L后的该视觉影像平面的中心点在空间内的坐标位置为点b，获取被测物体在点b处的影像；

位置计算步骤，计算被测物体在视觉影像平面内的总位移量，并根据该总位移量、点a、点b和所述水平移动长度L分析得到被测物体与镜头的中心点间的正交垂直距离；及

机械手臂校正步骤，根据该正交垂直距离控制机械手臂移动，使得镜头的法向量与被测物体的法向量平行。

2.如权利要求1所述的机械手臂运动控制方法，其特征在于，所述对焦步骤包括：

控制机械手臂垂直移动，使得被测物体位于影像撷取装置的镜头的景深范围内；及

进行对比度直方统计分析，使得被测物体的影像清晰度最佳化。

3.如权利要求1所述的机械手臂运动控制方法，其特征在于，所述影像撷取装置固定在机械手臂的前法兰面复合机座的固定装置上。

4.如权利要求1所述的机械手臂运动控制方法，其特征在于，该方法在第二移动控制步骤中还包括：

控制机械手臂在垂直方向上移动，以完成影像撷取装置的镜头对被测物体进行对焦。

5.如权利要求1所述的机械手臂运动控制方法，其特征在于，所述机械手臂为关节型机械手臂或非关节型机械手臂。

6.一种机械手臂运动控制系统，运行于计算装置中，其特征在于，该系统包括：

第一移动控制模块，用于控制机械手臂移动，使得被测物体进入该机械手臂前端的影像撷取装置的视觉影像平面内；

对焦模块，用于通过控制机械手臂的垂直移动来完成影像撷取装置的镜头对被测物体进行对焦；

影像分析模块，用于对被测物体的影像进行轮廓边缘分析，以获取被测物体的影像面积中心点；

第二移动控制模块，还用于控制机械手臂移动，使得被测物体的影像面积中心点与所述视觉影像平面的中心点重合；

影像撷取控制模块，用于记录该视觉影像平面的中心点在空间内的坐标位置为点a，并获取被测物体在该点a处的影像；

第三移动控制模块，还用于控制机械手臂移动，使得所述视觉影像平面的中心点由点a水平移动长度L；

所述第二移动控制模块，还用于在所述视觉影像平面的中心点由点a水平移动长度L后，控制机械手臂移动，使得被测物体的影像面积中心点再次与该视觉影像平面的中心点重合；

所述影像撷取控制模块，还用于记录水平移动长度L后的该视觉影像平面的中心点在空间内的坐标位置为点b，获取被测物体在点b处的影像；

位置计算模块，用于计算被测物体在视觉影像平面内的总位移量，并根据该总位移量、点a、点b和所述水平移动长度L分析得到被测物体与镜头的中心点间的正交垂直距离；及

机械手臂校正模块，用于根据该正交垂直距离控制机械手臂移动，使得镜头的法向量与被测物体的法向量平行。

7.如权利要求6所述的机械手臂运动控制系统，其特征在于，所述对焦模块通过以下步骤完成影像撷取装置的镜头对被测物体进行对焦：

控制机械手臂垂直移动，使得被测物体位于影像撷取装置的镜头的景深范围内；及

进行对比度直方统计分析，使得被测物体的影像清晰度最佳化。

8.如权利要求6所述的机械手臂运动控制系统，其特征在于，所述影像撷取装置固定在机械手臂的前法兰面复合机座的固定装置上。