基于针孔模型与相机空间操作的机械臂视觉定位方法

在工业领域中使用机械臂进行作业任务时,传统的操作方法必须预先对机械臂进行示教以规定应完成的动作,其中间过程不但繁琐而且效率和精度都比较低。介绍2种不同的工业机械臂视觉定位方法:摄像机透视成像的线性针孔模型方法和基于针孔模型进行改进的非线性相机空间操作方法。分析2种方法的区别和联系,分别进行多组机械臂定位实验,并对定位精度进行分析与比较。实验结果表明,在较小的三维空间区域中相机空间操作方法比针孔模型方法精度更高,而在较大的区域中进行定位时,针孔模型方法比相机空间操作方法精度更佳。

基于相机空间点约束的机器人工具标定方法

工具标定就是确定工具坐标系相对于机器人末端坐标系的变换矩阵,但传统的解决方案是通过人工示教点约束的方法,为此提出一种基于视觉相机空间的自动工具标定方法。在末端工具上增加特征点如圆环标志,利用相机建立机器人三维空间与相机二维空间之间的关系,通过自动的三维空间视觉定位,实现对圆环标志的中心点的点约束,视觉定位不需要相机的标定等繁琐过程。基于机器人的正运动学和相机空间点约束完成工具中心点(TCP)求解。重复实验的标定误差小于0.05 mm,实验的绝对定位误差小于0.1 mm,验证了基于相机空间定位的工具标定具有较高的可重复性以及可靠性。