一种基于结构光视觉系统的衬板抓取机械臂控制方法
摘要文本
本发明公开了一种基于结构光视觉系统的衬板抓取机械臂控制方法，该方法实现基于待抓取的新型衬板和由两个线结构光发生器以及成像系统组成的结构光视觉系统，机械臂抓取衬板前，两个线结构光发生器分别将线激光投射到衬板的左右衬耳合作目标上，成像系统对线激光进行成像，并测量出相机与衬耳合作目标坐标系的相对位姿关系，从而构造视觉伺服控制器，控制液压重载机械臂完成新型衬板的视觉伺服抓取任务。本发明方法实现了复杂结构衬板的精确位姿测量与高效伺服控制，为衬板自主抓取创造了条件。
申请人信息
- 申请人:中信重工机械股份有限公司
- 申请人地址:471039 河南省洛阳市涧西区建设路206号
- 发明人: 中信重工机械股份有限公司
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种基于结构光视觉系统的衬板抓取机械臂控制方法 |
| 专利类型 | 发明授权 |
| 申请号 | CN202311817582.8 |
| 申请日 | 2023/12/27 |
| 公告号 | CN117464692B |
| 公开日 | 2024/3/8 |
| IPC主分类号 | B25J9/16 |
| 权利人 | 中信重工机械股份有限公司 |
| 发明人 | 郝兵; 阮久宏; 李国栋; 杨柳松; 高佼; 程波; 胡同海; 王富勇; 符惜炜; 李珂; 孙潞潞; 申浩翰; 凌光磊; 单江朋 |
| 地址 | 河南省洛阳市涧西区建设路206号 |
专利主权项内容
1.一种基于结构光视觉系统的衬板抓取机械臂控制方法，其特征在于，基于结构光视觉系统，结合视觉伺服控制器对被测复杂结构衬板位姿进行测量和控制，实现衬板的自主抓取，该方法包括以下步骤：S1、构建光视觉系统，包括成像系统(1)和线结构光发生器(3)，所述光视觉系统设置在液压重载机械臂抓具(2)上并对衬板进行测量，所述衬板上设有非同轴衬耳(5)和设置在衬耳上方的衬耳合作目标(4)； S2、结构光视觉系统的标定，获取标定图像，求出结构光形成的平面在成像系统(1)坐标系中的参数；S3、构建视觉伺服控制系统，控制机械臂进行衬板自主抓取；具体包括以下子步骤：S31、结构光视觉系统测量，根据结构光投射到衬耳合作目标(4)上的图像，计算衬耳合作目标(4)位姿；S32、设计中间位姿融合方法获取衬耳合作目标(4)位姿的中间位姿，并利用中间位姿设计视觉伺服控制器，根据测量位姿和期望位姿，输出机械臂关节位移指令；构造视觉伺服控制器具体包括：由当前视图测量出的左、右两侧衬耳合作目标(4)分别相对当前成像系统(1)的位姿，以及期望视图测量出的左、右两侧衬耳合作目标(4)分别相对于期望成像系统(1)的位姿/>，构造中间位姿及视觉伺服特征集、视觉伺服任务函数和视觉伺服控制律，根据液压重载机械臂逆运动学模型，求出下一采样时刻各关节角绝对位移，生成并输出机械臂关节位移指令，控制液压重载机械臂完成对衬板进行抓取；所述中间位姿融合方法具体包括：a、获取当前视图测量出的左、右两侧合作目标相对当前相机的位姿，以及期望视图测量出的合作目标相对于期望相机的位姿/>；b、记四维齐次位姿矩阵，其中
分别为左、右侧合作目标的当前姿态矩阵和位置向量，/>分别为左、右侧合作目标的期望姿态矩阵和位置向量；c、由左侧合作目标求出当前相机与期望相机的相对姿态，由右侧合作目标求出当前相机与期望相机的相对姿态/>，则利用四元数插值可求得/>与/>的中间姿态：
；S33、重载机械臂按位移指令运动，直到成像系统(1)采集的当前图像成功逼近期望图像，完成衬板抓取动作。 该数据由<马克数据网>整理