[发明专利]一种复合机器人视觉引导定位方法

说明书

本发明提供一种复合机器人视觉引导定位方法，通过在标定时详细记录复合机器人的相对位置和姿态信息，包括与工作台的距离、位置和角度等，进而在作业应用时复现这一相对位姿，覆盖复合机器人由于小车导航定位误差、地面不平等因素引起的视觉和动作偏差，从而提高机器人在实际环境下的作业精度。本发明通过基于多种传感器信息的精确相对定位，保证了复合机器人作业精度不受实际各种误差因素的影响。

技术领域

本公开属于工业机器人领域，尤其是机器人引导定位技术，具体涉及一种复合机器人视觉引导定位方法。

背景技术

复合机器人是AGV(自动移动小车)与机械臂组成的移动机械手，属于一种新型机器人，可快速布局于3C行业、自动化工厂、仓储分拣、自动化货物超市，实现物料自动搬运、物品上下料、物料分拣等。

目前，复合机器人的视觉引导定位跟固定底座机器人一样，也主要采用眼在手上的方式，即机械臂末端带动着相机运动，但复合机器人比底座固定机器人工作环境条件更加复杂，导致这种机器人的视觉引导物体抓放难度也增加。

底座固定机器人面对的工作区域固定，通常都是通过事先的标定，建立各采集点的手眼位置对应关系，解算出标定参数，后续只需根据物体在视场内的像素坐标和标定参数，计算出机械臂的位移量，按照该位移量控制机械臂移动，即可准确对准工件摆放位置，进而实现准确抓放。可见，在机械臂抓放工件前，只需在二维平面内计算和调整即可实现与工件位置的对准。

而底座移动的复合机器人，需要先将AGV小车自动导航运动到停车点，再用机械臂对工作台上的目标位置进行物体抓放，在这一过程中，由于AGV小车的停车点位置会存在误差，以及AGV小车停车点地面的不平，都会导致小车到达停车点后机械臂末端相对工作台的位置和姿态与标定时不同，由于机械臂是一种高精度设备，这时如果仍然简单地按照底座固定机器人的处理方法，即仅仅根据标定参数和目标位置在相机视场内的像素坐标计算机械臂的偏移量，会导致机械臂末端位置距离实际目标位置出现偏差，机械臂动作精度大大降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合机器人视觉引导定位装置及方法，以解决上述复合机器人在实际工作环境中视觉引导精度下降的问题。

本发明一方面提供了一种复合机器人视觉引导定位装置，包括：

测量模块，固定于机械臂末端，用于测量机械臂末端相对于工作台面的距离、机械臂末端的倾角、以及获取工作台上作为引导基准的标识区的图像；

视觉引导处理模块，用于根据所述测量模块采集到的信息，通过机器人运动控制器，控制机械臂运动，使机器人在标定时和作业应用时机械臂末端相对于工作台的距离、位置和角度值达到同样的状态；控制标定数据的自动化采集和标定参数解算；控制机械臂末端从标定位置沿TCP偏移至工件摆放位置，完成工件抓放。

进一步地，所述测量模块包括测距传感器、倾角传感器和工业相机。

进一步地，所述视觉引导处理模块包括：

测量模块通信单元：与所述测量模块通信，实时获取和记录所述测量模块采集的距离和倾角信息；

机器人通信单元：向机器人运动控制器发指令，指挥其控制机器人运动，同时实时获取机器人的坐标信息；

图像识别定位单元：控制所述测量模块采集图像，对接收到的图像进行识别定位，获取并记录其中基准点的像素坐标和图像的Rz角度值；

标定参数计算单元：根据在各采集点处获取的基准点像素坐标和机械臂的偏移量，计算标定参数保存；

人机交互单元：为用户提供指令、数据、图像等信息的输入输出接口。

进一步地，还包括固定于工作台上所述标识区的二维码标签或字符标签。