[发明专利]基于相机标定的工件抓取方法、装置和控制系统

说明书

本申请涉及一种基于相机标定的工件抓取方法、装置、控制系统和非易失性计算机可读存储介质，通过获取标定信息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；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；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。能够将待抓取零件在机器人坐标系下的位姿切换到不同工件平台的用户坐标系而进行抓取，效率高，加工成本低，还能够在上进行切换标定使用。

技术领域

本公开涉及机器视觉领域，尤其涉及一种基于相机标定的工件抓取方法、装置、控制系统和非易失性计算机可读存储介质。

背景技术

随着工业机器人及视觉技术的发展，使用工业相机和工业机器人配合，完成工件的自动抓取已成为必然趋势。

然而相机出厂时都有其固定的物理参数和光学参数，如光轴、远点以及坐标系，由于相机自身误差和装配过程中存在误差，因此使用之前通常需要经过相机标定过程，以此获取相机参数。

目前的工业相机无法良好地自适应于机械臂抓取过程中的相机标定环节，其标定效率低下，同时不能在不同工件平台上进行切换标定使用，这需要额外单独匹配配套对应该平台的机械手，成本增加。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述技术问题，本公开提出了一种基于相机标定的工件抓取方法、装置、控制系统和非易失性计算机可读存储介质。

根据本公开的一方面，提供了一种基于相机标定的工件抓取方法，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。

在一种可能的实现方式中，可选地，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。

在一种可能的实现方式中，可选地，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。

在一种可能的实现方式中，可选地，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；