[发明专利]一种基于机器视觉的三维点胶针头的TCP标定方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的三维点胶针头的TCP标定方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一、首先在机械臂运动空间内部安装一个相机和镜头、两个面光源以及一个棱镜，通过45°的棱镜实现在一个相机中观察到针头在另一个方向上的位置；

步骤二、人工标定点胶针头的TCP坐标系；

步骤三、控制点胶机器人末端点胶针头TCP坐标系Z轴垂直于点胶机器人的XOY平面，机器人运动的X轴方向近似垂直于相机光轴，机器人运动的Y轴近似平行于相机光轴，控制机器人移动到校针装置的合适位置，针头在相机视野的中间，且在棱镜中成像清晰记录当前位置为P0(X0,Y0,Z0)；

步骤四、根据人工标定的TCP坐标系，进行手眼标定，手眼标定XZ平面和YZ平面，建立图像坐标和机器人坐标的转换关系，确定点胶针头中点的鞠准位置，并通过机器视觉算法程序记录三维位置信息；

步骤五、将点胶机器人移动到P0位置，上位机触发相机拍照，通过视觉算法得到针尖中心在经过手眼标定后在的位置为Pbase0(Xbase0,Ybase0,Zbase0),作为点胶针头的基准位置称为姿态0，

步骤六、进行姿态校准，机器人转动到不同姿态，通过视觉算法计算当前位置与基准位置在X、Y、Z方向的差值，机器人根据差值移动；

步骤七、重复上述步骤六两次，通过不断迭代移动的方法，使得针尖在三次转到后都移动到接近点胶针头中点的基准位置；

步骤八、以四次TCP点胶针头中点在世界坐标系中坐标相等为条件来建立方程组并求解，实现点胶针头中点TCP工具坐标系位置的标定；

步骤九、判断TCP标定结果是否满足要求，如果不满足设定的结果，可以根据当前的TCP标定结果，重复进行步骤六、步骤七以及步骤八，通过标定结果的迭代，降低TCP标定结果的误差。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的三维点胶针头的TCP标定方法，其特征在于，在步骤四当中，进行手眼标定时，首先标定点胶机器人的XZ平面，此时标定点的Y值为固定值，通过手眼9点标定方法，建立起点胶机器人XZ轴坐标与图像坐标的转换关系Txz，然后标定点胶机器人的YZ平面也就是棱镜在相机中成像的面，此时标定点的X值为固定值，同样通过手眼9点标定的方法，建立起点胶机器人YZ轴坐标与图像坐标的转换关系Tyz。

3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的三维点胶针头的TCP标定方法，其特征在于，手眼9点标定算法的手与眼的对应关系是通过视觉算法获取点胶针头的中心点与每次机器人根据人工标定的TCP坐标系移动得到的机器人坐标一一对应，获取9组对应的机器人坐标和点胶针头在图像坐标系下的图像坐标，从而进行手眼标定。

4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的三维点胶针头的TCP标定方法，其特征在于，点胶针头中点的获取方法，通过视觉算法在XZ平面上找到直线特征L1，L2以及L3，得到L1和L3的交点C1和L2与L3的交点C2，C1和C2的中心即为点胶针头在X，Z平面上的中点坐标，通过同样的方法得到点胶针头在YZ平面上的中点，从而得到点胶针头中点的三维坐标。