Delta机器人传送带与视觉的标定方法

������������������������ ������������������������ ������������������������
(3)
���f���u 其 中fu=d1x,fv=d1y即 是 0
������0
������������������������
Байду номын сангаас
������������������������
Xc x������ Zc = f
������ Yc y Zc = f������ 其 中f表 示 摄 像 机 的 焦 距 。
������������ ������������
(1)
40 Microcontrollers & EmbeddedSystems 2018 年第5 期
www .cn
(Xc,YC,ZC),在 世 界 坐 标 系 中 的 坐 标 为 (Xw,Yw,0),P'是 对应于点 P在摄像机投影平面上的点,它在像点坐标系中 的坐标为(x,y),在图像坐标系中的坐标为(u ,v)。
图1 摄像机几何模型
由于 点 P 与 点 P'是 对 应 点,根 据 小 孔 成 像 原 理 可 以 得到:
������������������������ ������������������������
������u������ ���f���u -fucotθ u0������������Xc������ v = 0 fv/sinθ v0 Yc
���1��������� ������0 0 0������������1������
摄像机内部模型图如图2 所示。
������������ ������������
U=u0 +dxx-ycdoxt����� ������ (2)
V=v0 +dysyinθ ������ 由 式 (1)和 式 (2),可 以 图2 摄像机内部模型图 知道:
������������������������
体获取计算出相机与传送带之间的转化矩阵。最后由传送 带 作 为 中 间 媒 介,计 算 出 视 觉 与 机 器 人 的 转 换 关 系。 这 一 标
定过程为实物抓取打下了基础。
关 键 词 :Delta机 器 人 ;传 送 带 ;视 觉 ;标 定
中 图 分 类 号 :TP13
文 献 标 识 码 :A
Method of Calibration Based on Delta Robot Coveyor and Vision
Delta机器人传送带与视觉的标定方法
高 盼1,柯 莉 红2
(西 安 工 程 大 学 控 制 工 程 ,西 安 710048)
摘要:针对机器人在流水线上精确抓取的问题,提出了 Delta机器人系统的标定。通过机器人末端执行器在传送 带 上 移
动,计算出机器人与传送带的比例因子与转化矩阵,从而得到 传 送 带 相 对 于 机 器 人 的 位 姿,再 通 过 相 机 对 传 送 带 上 的 物
-fucotθ u0������ fv/sinθ v0 摄 像 机 的
0 0������
内 部 参 数,这 里 用 K 表 示。 摄 像 机 坐 标 系 在 世 界 坐 标 系
中的位置表示如图3所示。
图3 所示世界坐标系与摄像机坐标系
1 视觉标定
摄像机的几何模型如图1所示,其中平面 Z为摄像机 投 影 平 面 ,坐 标 系 X,Y,Z 为 图 像 坐 标 系 ,Xw,Yw,Zw 为 世 界坐标系,[U ,V]为 图 像 坐 标 系,[X,Y]为 像 点 坐 标 系。 P是世界 坐 标 系 中 的 点,它 在 摄 像 机 坐 标 系 中 的 坐 标 为
GaoPan1,KeLihong2
(Control Engineering,Xi'an Polytechnic University,Xi'an 710048,China)
Abstract:Aimingattheproblemoftherobotgraspingaccuratelyontheassemblyline,thecalibrationofDeltarobotsystemisproposed. Therobotisperformedby movingonaconveyorbelt,scalingfactorandtransformation matrixofrobot,thentheconveyorbeltiscalculated,soastogetthebeltrelativetotherobot'spose.Andthenthroughthecameraontheconveyorbelt,thetransformation matrixbetweentheconveyorbeltsiscalculated.Bytheend,theconveyorbeltisusedasthemedium,thetransformationbetweenvisionandrobot iscalculated.Thecalibrationprocessisarealgraspoffoundation.
Keywords:Deltarobot;conveyorbelt;vision;calibration
引言
跟踪抓取的精度是机器人实现抓取的前提,所以 前 期 对于机器人的标定、相 机 的 标 定、传 送 带 的 标 定 有 着 更 高 的要求。曾有人提出一种测量系统的精度,有一种双 经 纬 度测量系统球杆仪,这种可以精确测量末端点与工作 空 间 之间的距离,但是这 种 测 量 有 特 殊 的 设 备 与 专 业 的 技 术, 时间长、成本高。本文 通 过 摄 像 机 的 标 定 求 出 内 外 参 数, 得到机器人的坐标系与摄像机的坐标系关系,在计算 出 传 送带原点坐标系与机器人之间转换矩阵与比例因子、传 送 带与机器人之间的相对位姿,从而使得机器人、传动 带、摄 像机构成一个闭环,能更准确地抓取物体。此方法避 免 了 传送带与摄像机安装角度偏差,并且成本低,易于操 作、精 度也相对比较高。这对标定方法具有使用价值。