视觉引导的搬运机器人之视觉系统2D模型（上）

本文研究的视觉引导系统，相机安装于工件的正上方，主要对工件的在二维平面上进行识别、定位。此视觉引导系统可以依照物体外观平面几何形状来识别目标物体，且能求得特定位置的坐标。如图3.10所示的用带轮运输的目标工件被搬运机器人抓取后以不相同的姿态放好。针对不同的目标工件，机器人对每个工件都要示教一次，以每次示教点作为零点，当工件进入相机视野后相机对其拍照，根据获取的特定位置点的坐标，计算出当前的工件坐标系和零点坐标系在X,Y,RZ三个方向的偏差，根据所得的偏差，机器人选取不同的抓取姿态对工件进行抓取。

 

完成对如上所述的2D平面的几何模型的数学构建后，我们选取在目标工件上具有特殊定义的点，可以计算出即时的坐标系和参照零点坐标系之间在的物理几何偏移。通常我们选取目标工件上比较具有代表性的拐点或其他特性作为特征点，其目的是便于视觉系统方便、精确的检测出特征点在图像中的坐标信息，并利用特征点坐标的变换来的得出当前目标工件在X , Y, RZ三个方位上的偏差。通常，我们选取目标物体上的两个特征点，并对其做最小二乘拟合分析，其数学模型见图3.11利用当前目标工件特征点与对比图像特征点之间的坐标变换，能够计算出工件坐标系的偏差量，经过一系列的纠偏运算，可以对目标工件实行精确定位。具体方法如下:第一步，根据本文研究的实际情况为，工件的主要特征信息的获取只需对其在二维平面上进行求取，即可完全确定出相机中的图像和工件两坐标系内部存在的转换关系，此计算过程，可以通过通常所说的标定任务来完成。从而实现对不同情况下工件坐标系偏差的求取。图中，我们假设初始工件坐标为O1XY，则照片当前工件坐标系为O2XY，同时，我们设定相机坐标为OXY ,目标工件的两个特征点为月，只;α为图像坐标系和工件坐标系沿X轴正方向的夹角。具体计算过程为:       搬运机器人