[发明专利]一种基于视觉引导的机器人多孔接触式自动测量方法

摘要

本发明针对一种具有多个深孔的工件，提供了一种在视觉的引导下，机器人运用接触式测量自动测量深孔的孔径、垂直度等参数的方法，属于机器人测量领域。其主要步骤有，对视觉系统进行标定；标定工件坐标系；获取工件上待测圆孔的空间位置；对工件上的圆孔进行编号，从而对测量路径进行规划；视觉引导机器人运动到起始测量位置并监控测量过程。所述对待测量工件的标定，发明了一种借助视觉对工件进行标定的方法；在对圆孔进行编号的过程中，发明了一种能够使视觉识别到的圆孔能与实际工件上的圆孔一一对应的编号方法；在测量过程中，发明了一种避免测针与工件发生碰撞的方法。此种机器人测量方法，借助视觉的引导使机器人进行接触式自动测量，既保留了接触式测量的精确性，又提高了接触式测量的速度，省去了繁杂的示教过程，避免了测头的碰撞损坏，大大提高了测量效率。

主权项

1.一种基于视觉引导的机器人多孔自动定位测量方法，其特征在于，本发明针对一种具有多个深孔的工件，对其深孔的孔径、垂直度等参数进行测量，主要有以下几个步骤：/n步骤1、对测量设备进行组装；/n步骤2、对所使用摄像机进行标定，获取摄像机的内参，标定完成后将单目摄像机装在机器人末端上，对其进行手眼标定获取摄像机与机器人末端的相对位姿；/n步骤3、运用摄像机对工件进行标定，获取工件相对于机器人基座标系的相对位姿以及工件上各圆孔在机器人基座标系中的坐标；/n步骤4、求出工件外形的重心，以每个圆孔圆心到工件重心的距离大小对工件上的各圆孔进行编号，使得摄像机识别到的圆孔能与工件上的圆孔一一对应；/n步骤5、按照以下规则对圆孔进行编号：/n1)根据各圆孔圆心距工件图形重心的距离大小，距离重心越近编号越小，距重心距离最近的圆孔编号为1，以此类推；/n2)若有多个圆孔，则按以下规则编排，(a)若有两个圆孔到圆心距离相等，则根据以重心作为圆心、两圆孔到重心距离为半径形成的圆弧顺时针从小到大编号；(b)若有三个以上的圆孔到圆心距离相等，则以重心为圆心，各圆孔到重心距离为半径绘圆，比较相邻两圆孔圆心所形成的圆弧圆心角大小，选取最小的圆心角，在其圆弧上的两个圆孔顺时针从小到大编号，再沿着圆周方向顺时针从小到大编号；(c)若有多个圆心角大小相等，则比较与这些圆心角相邻圆心角的大小，若某个圆心角的相邻圆心角最小，则选取该圆心角，再沿着圆周方向顺时针从小到大编号；(d)若所有的圆心角大小均相等，则可先预留与圆孔数目相同的编号数目，先排好距离远的圆孔，以编号最小的圆孔为基准圆孔，在这些圆心角大小均相等的圆孔中选取一个离基准圆孔距离最小的圆孔，以该圆孔为起始点顺时针从小到大编号；若距离远的圆孔，也全都是到重心距离相等且所有的圆心角大小均相等，则在距离最远的那一些圆孔中随机抽选一个圆孔为起始点，顺时针从小到大编号，再按照上述方法进行编号；/n步骤6、对单一圆孔进行测量时，为简化机器人路径规划的重复性工作，在工件坐标系内对每个孔进行统一的路径规划；/n步骤7、根据规划好的测量路径，在视觉的引导下将机器人运动至测量的起始位置，并在视觉的检测下进行测量。/n