[发明专利]基于相机标定的工件抓取方法、装置和控制系统

权利要求书

1.一种基于相机标定的工件抓取方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100、获取标定信息，所述标定信息包括标定板坐标系原点以及标定板xyz轴；

S200、根据预设标定步骤对所述标定信息中的特征点进行不同坐标系下的参数和矩阵计算处理，并获取得到相机标定矩阵；

S300、将机械臂的用户坐标系原点和用户坐标系xyz轴与所述标定板坐标系原点和标定板xyz轴分别对应，并进行标定重合；

S400、获得工件在基坐标系下的变换矩阵，并把输入相机坐标系下的点云按照所述标定矩阵进行变换，获取变换位姿并根据所述变换位姿执行抓取动作。

2.根据权利要求1所述的一种基于相机标定的工件抓取方法，其特征在于，在步骤S200中，所述根据预设标定步骤对所述标定信息中的特征点进行不同坐标系下的参数和矩阵计算处理，并获取得到相机标定矩阵，包括：

S210、获取标定板图片，依序投影结构光编码到所述标定板上，并找到所述标定板图片中的特征点坐标；

S220、对所述投影结构光进行解码；

S230、计算获取所述特征点坐标求的局部单位性矩阵，并使用所述局部单位性矩阵计算出特征点在投影图片上的坐标；改变标定板位姿，重复上面步骤。

3.根据权利要求2所述的一种基于相机标定的工件抓取方法，其特征在于，还包括：

S240、利用找到的所述特征点在相机和投影仪中的坐标系，分别计算出相机内参矩阵和相机畸变系数与投影仪内参数矩阵和投影仪畸变系数，根据所述相机内参矩阵和相机畸变系数与投影仪内参数矩阵和投影仪畸变系数，计算并获取得到相机标定矩阵。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于相机标定的工件抓取方法，其特征在于，在步骤S400中，所述获得工件在基坐标系下的变换矩阵，并把输入相机坐标系下的点云按照所述标定矩阵进行变换，获取变换位姿并根据所述变换位姿执行抓取动作，包括：

S410、通过预设链式法则获取物体在基坐标系下的变换矩阵；

S420、采用姿态标定预设流程，求得所述用户坐标系相对于所述标定板坐标系的位姿标定信息；

S430、获取所述位姿标定信息，并根据所述位姿标定信息执行抓取动作。

5.一种执行权利要求1-4任一项所述基于相机标定的工件抓取方法的装置，其特征在于，包括标定信息获取模块、相机标定矩阵处理模块、坐标系标定模块和位姿变换模块，其中，

标定信息获取模块：用于获取标定信息，所述标定信息包括标定板坐标系原点以及标定板xyz轴；

相机标定矩阵处理模块：用于根据预设标定步骤对所述标定信息中的特征点进行不同坐标系下的参数和矩阵计算处理，并获取得到相机标定矩阵；

坐标系标定模块：用于将机械臂的用户坐标系原点和用户坐标系xyz轴与所述标定板坐标系原点和标定板xyz轴分别对应，并进行标定重合；

位姿变换模块：用于获得工件在基坐标系下的变换矩阵，并把输入相机坐标系下的点云按照所述标定矩阵进行变换，获取变换位姿并根据所述变换位姿执行抓取动作。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述相机标定矩阵处理模块包括：

结构光投影模块：用于获取标定板图片，依序投影结构光编码到所述标定板上，并找到所述标定板图片中的特征点坐标；

解码模块：用于对所述投影结构光进行解码；

投影坐标计算模块：用于计算获取所述特征点坐标求的局部单位性矩阵，并使用所述局部单位性矩阵计算出特征点在投影图片上的坐标；改变标定板位姿，重复上面步骤。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述相机标定矩阵处理模块还包括：

标定矩阵计算模块：用于利用找到的所述特征点在相机和投影仪中的坐标系，分别计算出相机内参矩阵和相机畸变系数与投影仪内参数矩阵和投影仪畸变系数，根据所述相机内参矩阵和相机畸变系数与投影仪内参数矩阵和投影仪畸变系数，计算并获取得到相机标定矩阵。