视觉引导搬运机器人之输送带及目标工件

本系统选择的工业流水线为皮带输送带，输送带实际长度为0.7m，可通过运动制卡设置运动速度的大小，目标工件为四个形状各不相同的等高物块。

2.3视觉引导搬运机器人系统软件工作流程

本系统的软件工作流程如图2.5所示，其原理为:ccD相机位于流水线正上方，当流水线运行时，相机实时拍照，将拍摄到的图像经过图像采集卡转化为数字图像传输给PC机，然后由自主编写的视觉检测软件实现目标工件的识别并计算出工件的中心点坐标等一系列任务，通过RS232通讯协议把信息传输给EPSON机器人控制器，机器人控制器通过接受到的信息来控制机器人执行相应的动作。流程中涉及到的相机标定、目标工件的识别、识别后工件中心点的提取时自开发视觉软件要解决的主要问题，机器人的运动控制则是在其自带编程软件的基础上，接收到相机信号后执行相应动作。

 

2.3.1相机坐标系与机器人世界坐标系转换

由于本文研究的主要是平面工件，为了实现机器人对平面工件的抓取，需要知道工件在机器人世界坐标系下的坐标系，在没有外部信息的情况下，机器人无法知道目标工件的坐标信息。因此，需要借助相机来获取目标工件的坐标信息，然后传递给机器人执行抓取动作。利用相机获取工件的坐标信息对本系统中的目标工件识别后的工件定位具有决定性的意义。由相机标定求出的数据，能够根据目标工件在像素坐标中的位置，通过坐标转换，求出工件在相机坐标系的坐标，然后建立相机坐标系和机器人世界坐标系之间的关系，就可以得出工件在机器人世界坐标系中的位置，为下一步的机器人抓取提供必要信息。其中相机坐标系和机器人世界坐标系之间的矩阵转换关系的确定，需要借助外置的固定靶标作为中间转换环节，因此也就需要在相机下方建立外置的固定靶标坐标系。通过相机的标定可以求出相机坐标系和靶标坐标系之间的转换关系，然后再根据机器人和固定靶标之间的位置关系，可以求出机器人世界坐标系和外置的固定靶标系之的转换关系，最终，实现了搬运机器人世界坐标系和相机坐标系之间的转换，再通过信息传输。使得机器人能够知道目标工件在机器人世界坐标系下的坐标，为后续的机器人抓取提供了必要信息。三者之间转换关系，如图2.6所示。