[发明专利]电能计量器具智能挂载系统及其挂载检测方法

权利要求书

1.电能计量器具智能挂载系统，其特征在于，包括检定台、转运台和机械手；

所述检定台上设有测试表托、挂载状态指示灯和用于挂载电能计量器具的挂载立柱；

所述转运台上设有用于盛放电能计量器具的转运托盘；

所述机械手的一端安装于转运台上，另一端连接用于抓取电能计量器具的末端执行器，所述末端执行器上还安装有摄像机；所述摄像机通过图像处理系统连接总控制器。

2.根据权利要求1所述的电能计量器具智能挂载系统，其特征在于，所述末端执行器包括抓取机构和连接支架，抓取机构通过连接支架与机械手连接；摄像机固定安装于所述连接支架上。

3.根据权利要求2所述的电能计量器具智能挂载系统，其特征在于，所述抓取机构设置有3个，相邻抓取机构之间的间距等于相邻挂载立柱之间的间距。

4.根据权利要求1所述的电能计量器具智能挂载系统，其特征在于，所述挂载状态指示灯至少包括：待挂载指示灯、挂载完成指示灯和挂载故障指示灯。

5.根据权利要求1所述的电能计量器具智能挂载系统，其特征在于，所述转运台的底部还设有导轨，所述导轨沿检定台的延伸方向铺设。

6.电能计量器具智能挂载检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：摄像机获取目标挂载点的图像，图像处理系统通过特征提取进行挂载点识别，利用挂载点线性组合完成末端执行器的手眼协同标定，通过末端执行器实施电能计量器具挂载操作；所述挂载点为挂载立柱外边缘的几何中心；

步骤二：挂载完成后，摄像机通过区域分割获取挂载状态指示灯区域的图像，图像处理系统对挂载状态指示灯进行特征识别，将挂载状态反馈给总控制器，实现挂载实时反馈。

7.根据权利要求6所述的电能计量器具智能挂载检测方法，其特征在于，所述手眼协同标定的具体操作方法如下：

步骤1：建立：机械手世界坐标系O₆X₆Y₆Z₆，末端执行器坐标系O_eX_eY_eZ_e，摄像机坐标系O_cX_cY_cZ_c，检定台坐标系O_wX_wY_wZ_w，用T₆表示机器手世界坐标系到末端执行器坐标系之间的变换，用T_c表示摄像机坐标系到检定台坐标系之间的变换，用T_m表示摄像机相对于检定台的外参数；

步骤2：调整末端执行器的位置，使挂载点在摄像机中成像清晰；

步骤3：控制机械手使摄像机从N个不同的观测方位获得挂载点图像，其中，N≥6，计录末端执行器相对于前次观测方位的姿态变换；

步骤4：建立摄像机的五参数模型ksksu00kyv0001,]]>通过挂载点的N个组合，利用最小二乘法求解摄像机内参数及外参数，建立摄像机成像坐标系和图像坐标系间的映射模型，获得摄像机坐标系中挂载点相对于前次观测方位的姿态变换，其中：k_x,k_y分别为成像平面到图像平面在X轴、Y轴方向的放大系数；k_s为成像平面到图像平面在X轴和Y轴方向的耦合放大系数，u₀,v₀分别表示摄像机光轴中心线与图像平面交点的X轴、Y轴坐标；

步骤5：通过连续3个方位分别确定的末端执行器及摄像机的2次姿态变换的通用旋转变换矩阵；

步骤6：根据机械手位置变换关系T_6tT_mT_ct＝T_6(t-1)T_mT_c(t-1)，确立末端执行器坐标系与摄像机坐标系间的位置变换关系，其中：t为对应观测方位编号且2≤t≤N。

8.根据权利要求6所述的电能计量器具智能挂载检测方法，其特征在于，所述挂载点是对包含挂载立柱的图像进行hough变换得到的。