本發(fā)明涉及彈夾生產(chǎn)，特別涉及一種基于雙目視覺(jué)的彈夾定位系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)有技術(shù)中，在對(duì)彈夾進(jìn)行上彈的機(jī)械設(shè)備中，需要通過(guò)振動(dòng)盤(pán)將彈夾翻面，然后通過(guò)視覺(jué)相機(jī)進(jìn)行定位，實(shí)現(xiàn)三軸機(jī)械手取出彈夾再放入裝彈設(shè)備的加工工位。

2、現(xiàn)有的彈夾定位方式是通過(guò)單目相機(jī)進(jìn)行振動(dòng)盤(pán)內(nèi)的彈夾坐標(biāo)標(biāo)定，由于彈夾有一定厚度和視覺(jué)景深的影響，往往導(dǎo)致彈夾的定位不準(zhǔn)確，從而影響三軸機(jī)械手的抓取效率。

3、因此，如何提高彈夾的定位準(zhǔn)確性，以提高三軸機(jī)械手的抓取效率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種基于雙目視覺(jué)的彈夾定位系統(tǒng)，能夠有效提高彈夾的定位準(zhǔn)確性，另一個(gè)目的是提供一種基于雙目視覺(jué)的彈夾定位方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種基于雙目視覺(jué)的彈夾定位系統(tǒng)，包括：第一視覺(jué)相機(jī)、第二視覺(jué)相機(jī)、三軸機(jī)械手、工控機(jī)和振動(dòng)盤(pán)；

4、所述第一視覺(jué)相機(jī)位于所述振動(dòng)盤(pán)的上方，且位置高度高于所述三軸機(jī)械手的頂端，所述第一視覺(jué)相機(jī)用于測(cè)量標(biāo)定和校準(zhǔn)彈夾在所述振動(dòng)盤(pán)的坐標(biāo)位置；

5、所述第二視覺(jué)相機(jī)位于所述振動(dòng)盤(pán)的上方，且位置高度高于所述三軸機(jī)械手的頂端，所述第二視覺(jué)相機(jī)用于測(cè)量標(biāo)定和校準(zhǔn)彈夾在所述振動(dòng)盤(pán)的坐標(biāo)位置；

6、所述三軸機(jī)械手的取料端位于所述振動(dòng)盤(pán)的上方；

7、所述工控機(jī)與所述第一視覺(jué)相機(jī)、所述第二視覺(jué)相機(jī)、所述三軸機(jī)械手和振動(dòng)盤(pán)連接；

8、所述工控機(jī)包括坐標(biāo)系建立模塊，所述坐標(biāo)系建立模塊用于依據(jù)左手定則建立第一視覺(jué)相機(jī)坐標(biāo)系、第二視覺(jué)相機(jī)坐標(biāo)系、三軸機(jī)械手坐標(biāo)系和振動(dòng)盤(pán)坐標(biāo)系，所述第一視覺(jué)相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)為所述第一視覺(jué)相機(jī)在所述振動(dòng)盤(pán)上的投影點(diǎn)，所述第二視覺(jué)相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)為所述第二視覺(jué)相機(jī)在所述振動(dòng)盤(pán)上的投影點(diǎn)，所述三軸機(jī)械手坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)為所述三軸機(jī)械手工作軸軸線的交點(diǎn)，所述振動(dòng)盤(pán)坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)為所述振動(dòng)盤(pán)的幾何中心點(diǎn)；

9、所述工控機(jī)還包括坐標(biāo)處理模塊，所述坐標(biāo)處理模塊用于根據(jù)所述第一視覺(jué)相機(jī)和所述第二視覺(jué)相機(jī)獲取到的彈夾的坐標(biāo)位置以及?振動(dòng)盤(pán)坐標(biāo)系，獲取彈夾在所述振動(dòng)盤(pán)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置；

10、所述工控機(jī)還包括路徑規(guī)劃模塊，所述路徑規(guī)劃模塊用于根據(jù)所述三軸機(jī)械手坐標(biāo)系的標(biāo)定坐標(biāo)在所述振動(dòng)盤(pán)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，獲取三軸機(jī)械手抓取彈夾的路徑。

11、在一些實(shí)施例中，彈夾定位系統(tǒng)還包括光源模塊，所述光源模塊設(shè)置于所述振動(dòng)盤(pán)的正下方，用于給所述第一視覺(jué)相機(jī)和所述第二視覺(jué)相機(jī)提供背景光源。

12、在一些實(shí)施例中，所述振動(dòng)盤(pán)坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)與所述第一視覺(jué)相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)和所述第二視覺(jué)相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)在x軸方向的距離相等。

13、在一些實(shí)施例中，所述三軸機(jī)械手的取料端設(shè)有吸盤(pán)，所述吸盤(pán)用于從所述振動(dòng)盤(pán)內(nèi)吸附彈夾。

14、在一些實(shí)施例中，所述第二視覺(jué)相機(jī)位于所述第一視覺(jué)相機(jī)的右側(cè)，所述三軸機(jī)械手的取料端位于所述第一視覺(jué)相機(jī)的左側(cè)。

15、一種基于雙目視覺(jué)的彈夾定位方法，包括以下步驟：

16、步驟s1：振動(dòng)盤(pán)振動(dòng)將彈夾翻面，依據(jù)彈夾輪廓模板進(jìn)行匹配計(jì)算，形成匹配數(shù)組[d1,d2,d3........]，每個(gè)匹配數(shù)組包含角度θ1i、坐標(biāo)（x1io1iy1iz1i）、坐標(biāo)（x2io2iy2iz2i）、匹配成功率k1，其中：匹配數(shù)組d1包含{θ1i、坐標(biāo)（x1io1iy1iz1i）、坐標(biāo)（x2io2iy2iz2i）、k1}三個(gè)參數(shù)；

17、步驟s2：依據(jù)成功率k1對(duì)匹配數(shù)組進(jìn)行排序，將k1值＜0.8的彈夾剔除，依據(jù)匹配數(shù)組排序確定翻面的彈夾抓取優(yōu)先級(jí)；

18、步驟s3：提取被抓取彈夾在坐標(biāo)系（x1io1iy1iz1i）和坐標(biāo)系（x2io2iy2iz2i）中的a點(diǎn)和b點(diǎn)的值，通過(guò)坐標(biāo)變換公式求得抓取彈夾a點(diǎn)和b點(diǎn)在坐標(biāo)系（x4io4iy4iz4i）中的值；

19、步驟s4：判斷被抓取彈夾坐標(biāo)值在x4i方向上的正負(fù)值，若為正值，彈夾位置在振動(dòng)盤(pán)b區(qū)，若為負(fù)值，彈夾位置在振動(dòng)盤(pán)a區(qū)；

20、步驟s5：依據(jù)景深原理，若彈夾在a區(qū)，第一視覺(jué)相機(jī)獲取的a點(diǎn)和b點(diǎn)在坐標(biāo)系（x4io4iy4iz4i）中的值為標(biāo)定值，第二視覺(jué)相機(jī)獲取的a點(diǎn)和b點(diǎn)的坐標(biāo)值為校準(zhǔn)值；若彈夾在b區(qū)，第二視覺(jué)相機(jī)獲取的a點(diǎn)和b點(diǎn)在坐標(biāo)系（x4io4iy4iz4i）中的值為標(biāo)定值，第一視覺(jué)相機(jī)獲取的a點(diǎn)和b點(diǎn)的坐標(biāo)值為校準(zhǔn)值；

21、步驟s6：計(jì)算彈夾標(biāo)定誤差，若在a區(qū)，以第二視覺(jué)相機(jī)獲取的彈夾a點(diǎn)和b點(diǎn)的坐標(biāo)值絕對(duì)值減去以第一視覺(jué)相機(jī)獲取的彈夾a點(diǎn)和b點(diǎn)的坐標(biāo)值絕對(duì)值的差值為誤差校正值；若在b區(qū)，以第一視覺(jué)相機(jī)獲取的彈夾a點(diǎn)和b點(diǎn)的坐標(biāo)值絕對(duì)值減去以第二視覺(jué)相機(jī)獲取的彈夾a點(diǎn)和b點(diǎn)的坐標(biāo)值絕對(duì)值的差值為誤差校正值；

22、步驟s7：通過(guò)坐標(biāo)變換矩陣，求解三軸機(jī)械手坐標(biāo)系（x3o3y3z3）的標(biāo)定坐標(biāo)在振動(dòng)盤(pán)坐標(biāo)系（x4o4y4z4）中的坐標(biāo)值，并進(jìn)行三軸機(jī)械手到彈夾a點(diǎn)和b點(diǎn)的抓取路徑規(guī)劃；

23、步驟s8：重復(fù)上述步驟，直至匹配數(shù)組中的彈夾抓取完成為止。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

25、本發(fā)明所提供的一種基于雙目視覺(jué)的彈夾定位系統(tǒng)，包括：第一視覺(jué)相機(jī)、第二視覺(jué)相機(jī)、三軸機(jī)械手、工控機(jī)和振動(dòng)盤(pán)。工控機(jī)能夠計(jì)算和標(biāo)定彈夾的坐標(biāo)及控制三軸機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明通過(guò)兩個(gè)視覺(jué)相機(jī)來(lái)獲取彈夾的坐標(biāo)位置，能夠準(zhǔn)確得出彈夾在振動(dòng)盤(pán)中的坐標(biāo)位置，然后根據(jù)三軸機(jī)械手相對(duì)于振動(dòng)盤(pán)的坐標(biāo)位置，準(zhǔn)確獲取三軸機(jī)械手的抓取彈夾的路徑，因此能夠有效提高彈夾的上料定位精度，進(jìn)而提高彈夾的上料效率。

26、本發(fā)明所提供的彈夾定位方法，可以不受彈夾的厚度和視覺(jué)景深的影響，能夠準(zhǔn)確得出彈夾在振動(dòng)盤(pán)中的坐標(biāo)位置，進(jìn)而使得三軸機(jī)械手能夠準(zhǔn)確抓取彈夾，因此能夠有效提高彈夾的上料定位精度，進(jìn)而提高彈夾的上料效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于雙目視覺(jué)的彈夾定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：第一視覺(jué)相機(jī)、第二視覺(jué)相機(jī)、三軸機(jī)械手、工控機(jī)和振動(dòng)盤(pán)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙目視覺(jué)的彈夾定位系統(tǒng)，其特征在于，還包括光源模塊，所述光源模塊設(shè)置于所述振動(dòng)盤(pán)的正下方，用于給所述第一視覺(jué)相機(jī)和所述第二視覺(jué)相機(jī)提供背景光源。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于雙目視覺(jué)的彈夾定位系統(tǒng)，其特征在于，所述振動(dòng)盤(pán)坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)與所述第一視覺(jué)相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)和所述第二視覺(jué)相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)在x軸方向的距離相等。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雙目視覺(jué)的彈夾定位系統(tǒng)，其特征在于，所述三軸機(jī)械手的取料端設(shè)有吸盤(pán)，所述吸盤(pán)用于從所述振動(dòng)盤(pán)內(nèi)吸附彈夾。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于雙目視覺(jué)的彈夾定位系統(tǒng)，其特征在于，所述第二視覺(jué)相機(jī)位于所述第一視覺(jué)相機(jī)的右側(cè)，所述三軸機(jī)械手的取料端位于所述第一視覺(jué)相機(jī)的左側(cè)。

6.一種基于雙目視覺(jué)的彈夾定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于雙目視覺(jué)的彈夾定位系統(tǒng)及方法，彈夾定位系統(tǒng)包括：第一視覺(jué)相機(jī)、第二視覺(jué)相機(jī)、三軸機(jī)械手、工控機(jī)和振動(dòng)盤(pán)。第一視覺(jué)相機(jī)位于振動(dòng)盤(pán)的上方，且位置高度高于三軸機(jī)械手的頂端；第二視覺(jué)相機(jī)位于振動(dòng)盤(pán)的上方，且位置高度高于三軸機(jī)械手的頂端；三軸機(jī)械手的取料端位于振動(dòng)盤(pán)的上方；工控機(jī)能夠計(jì)算和標(biāo)定彈夾的坐標(biāo)及控制三軸機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明通過(guò)兩個(gè)視覺(jué)相機(jī)來(lái)獲取彈夾的坐標(biāo)位置，能夠準(zhǔn)確得出彈夾在振動(dòng)盤(pán)中的坐標(biāo)位置，然后根據(jù)三軸機(jī)械手相對(duì)于振動(dòng)盤(pán)的坐標(biāo)位置，準(zhǔn)確獲取三軸機(jī)械手的抓取彈夾的路徑，因此能夠有效提高彈夾的上料定位精度，進(jìn)而提高彈夾的上料效率。

技術(shù)研發(fā)人員：吳佳平,王偉任,熊超,秦禮皓,全家逸,張蓓,呂剛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：重慶長(zhǎng)江電工工業(yè)集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6