本技術(shù)涉及機(jī)械自動(dòng)化，尤其涉及工具示教點(diǎn)位矯正方法、裝置及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、機(jī)械臂末端的安裝工具種類繁多，例如電爪、移液槍等，機(jī)械臂在執(zhí)行不同的操作任務(wù)過程中，常需要對(duì)機(jī)械臂末端的安裝工具或機(jī)械臂本身進(jìn)行更換，例如當(dāng)工具發(fā)生故障后，需要更換相同型號(hào)的工具以使操作任務(wù)能繼續(xù)執(zhí)行，又例如機(jī)械臂發(fā)生故障后，需要對(duì)機(jī)械臂本身進(jìn)行更換。

2、然而，即使更換的是相同型號(hào)的工具，由于存在工具安裝誤差或工具生產(chǎn)工藝誤差等因素，在對(duì)機(jī)械臂末端的安裝工具或機(jī)械臂本身進(jìn)行更換后，機(jī)械臂末端所安裝的工具或機(jī)械臂本身在上述更換過程后的位置、姿態(tài)與更換過程前存在偏差，繼續(xù)復(fù)用之前的示教點(diǎn)位后，由于存在偏差，容易影響機(jī)械臂執(zhí)行操作任務(wù)的精確性及穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決或部分解決相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本技術(shù)提供一種工具示教點(diǎn)位矯正方法、裝置及電子設(shè)備，能夠采用基于視覺測(cè)量的方式測(cè)量當(dāng)前安裝工具與歷史安裝工具的示教點(diǎn)位坐標(biāo)差值，利用示教點(diǎn)位坐標(biāo)差值對(duì)歷史安裝工具的示教點(diǎn)位進(jìn)行矯正，實(shí)現(xiàn)降低當(dāng)前安裝工具與歷史安裝工具的示教點(diǎn)位差異，提高機(jī)械臂執(zhí)行操作任務(wù)的精確性及穩(wěn)定性。

2、本技術(shù)第一方面提供一種工具示教點(diǎn)位矯正方法，所述方法包括：

3、利用成像系統(tǒng)采集當(dāng)前安裝工具對(duì)應(yīng)的第一圖像；

4、根據(jù)所述第一圖像，確定與所述第一圖像對(duì)應(yīng)的第一像素坐標(biāo)序列；

5、獲取歷史安裝工具對(duì)應(yīng)的第二像素坐標(biāo)序列，以及獲取所述成像系統(tǒng)的圖像轉(zhuǎn)換參數(shù)；

6、利用所述第一像素坐標(biāo)序列、第二像素坐標(biāo)序列以及所述成像系統(tǒng)的圖像轉(zhuǎn)換參數(shù)，計(jì)算所述歷史安裝工具與所述當(dāng)前安裝工具的示教點(diǎn)位坐標(biāo)差值；

7、利用所述示教點(diǎn)位坐標(biāo)差值對(duì)所述歷史安裝工具的示教點(diǎn)位進(jìn)行矯正，得到所述當(dāng)前安裝工具的示教點(diǎn)位。

8、在一些實(shí)施方式中，所述當(dāng)前安裝工具為機(jī)械臂或所述當(dāng)前安裝工具安裝于機(jī)械臂上；所述利用成像系統(tǒng)采集當(dāng)前安裝工具對(duì)應(yīng)的第一圖像之前，所述方法還包括：

9、對(duì)所述成像系統(tǒng)進(jìn)行第一標(biāo)定處理，計(jì)算得到所述成像系統(tǒng)的標(biāo)定參數(shù)；

10、利用所述標(biāo)定參數(shù)確定所述成像系統(tǒng)的相機(jī)坐標(biāo)系的第一軸方向與所述機(jī)械臂基坐標(biāo)系的第一軸方向達(dá)到預(yù)設(shè)平行需求；

11、對(duì)所述成像系統(tǒng)進(jìn)行第二標(biāo)定處理，計(jì)算得到所述成像系統(tǒng)的圖像轉(zhuǎn)換參數(shù)。

12、在一些實(shí)施方式中，所述利用所述標(biāo)定參數(shù)確定所述成像系統(tǒng)的相機(jī)坐標(biāo)系的第一軸方向與所述機(jī)械臂基坐標(biāo)系的第一軸方向達(dá)到預(yù)設(shè)平行需求，包括：

13、利用所述標(biāo)定參數(shù)計(jì)算所述成像系統(tǒng)在所述機(jī)械臂基坐標(biāo)系下的旋轉(zhuǎn)參數(shù)，所述旋轉(zhuǎn)參數(shù)包括：所述成像系統(tǒng)的相機(jī)繞所述機(jī)械臂基坐標(biāo)系的第二軸方向旋轉(zhuǎn)的第一旋轉(zhuǎn)角度，和/或所述成像系統(tǒng)的相機(jī)繞所述機(jī)械臂基坐標(biāo)系的第三軸方向旋轉(zhuǎn)的第二旋轉(zhuǎn)角度；其中，所述第一軸方向、所述第二軸方向、所述第三軸方向兩兩相互正交；

14、檢測(cè)所述旋轉(zhuǎn)參數(shù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)精度閾值，若達(dá)到，確定所述成像系統(tǒng)的相機(jī)坐標(biāo)系的第一軸方向與所述機(jī)械臂基坐標(biāo)系的第一軸方向達(dá)到預(yù)設(shè)平行需求。

15、在一些實(shí)施方式中，所述相機(jī)的光軸與所述機(jī)械臂基坐標(biāo)系的第一軸方向平行；所述機(jī)械臂基坐標(biāo)系的第一軸方向?yàn)樗鰴C(jī)械臂基坐標(biāo)系的z軸方向，所述機(jī)械臂基坐標(biāo)系的第二軸方向?yàn)樗鰴C(jī)械臂基坐標(biāo)系的x軸方向，所述機(jī)械臂基坐標(biāo)系的第三軸方向?yàn)樗鰴C(jī)械臂基坐標(biāo)系的y軸方向。

16、在一些實(shí)施方式中，所述方法還包括：

17、若檢測(cè)所述旋轉(zhuǎn)參數(shù)未達(dá)到所述預(yù)設(shè)精度閾值，對(duì)所述成像系統(tǒng)進(jìn)行安裝位置矯正處理，并且重新對(duì)所述成像系統(tǒng)進(jìn)行第一標(biāo)定處理，直至所述相機(jī)坐標(biāo)系的第一軸方向與所述機(jī)械臂基坐標(biāo)系的第一軸方向達(dá)到所述預(yù)設(shè)平行需求。

18、在一些實(shí)施方式中，所述對(duì)所述成像系統(tǒng)進(jìn)行第二標(biāo)定處理，計(jì)算得到所述成像系統(tǒng)的圖像轉(zhuǎn)換參數(shù)，包括：

19、控制所述機(jī)械臂在與所述機(jī)械臂基坐標(biāo)系的第一軸方向垂直的同一基準(zhǔn)平面內(nèi)按預(yù)設(shè)參照點(diǎn)移動(dòng)，在所述機(jī)械臂每移動(dòng)至一個(gè)預(yù)設(shè)參照點(diǎn)時(shí)，通過所述成像系統(tǒng)對(duì)所述機(jī)械臂上安裝的工具進(jìn)行拍照，獲取標(biāo)定圖像數(shù)據(jù)集；所述標(biāo)定圖像數(shù)據(jù)集包括多張標(biāo)定圖像；

20、利用所述標(biāo)定圖像數(shù)據(jù)集，計(jì)算得到所述成像系統(tǒng)的圖像轉(zhuǎn)換參數(shù)。

21、在一些實(shí)施方式中，所述利用所述標(biāo)定圖像數(shù)據(jù)集，計(jì)算得到所述成像系統(tǒng)的圖像轉(zhuǎn)換參數(shù)，包括：

22、確定所述標(biāo)定圖像數(shù)據(jù)集中各標(biāo)定圖像的特征點(diǎn)，以及獲取各所述標(biāo)定圖像的特征點(diǎn)的像素坐標(biāo)；

23、獲取基準(zhǔn)圖像的特征點(diǎn)的像素坐標(biāo)；其中，所述基準(zhǔn)圖像是所述機(jī)械臂在所述基準(zhǔn)平面內(nèi)移動(dòng)到預(yù)設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)通過所述成像系統(tǒng)對(duì)所述機(jī)械臂上安裝的工具進(jìn)行拍照得到的；

24、利用各所述標(biāo)定圖像的特征點(diǎn)的像素坐標(biāo)以及所述基準(zhǔn)圖像的特征點(diǎn)的像素坐標(biāo)，計(jì)算得到所述成像系統(tǒng)的圖像轉(zhuǎn)換參數(shù)。

25、在一些實(shí)施方式中，所述利用各所述標(biāo)定圖像的特征點(diǎn)的像素坐標(biāo)以及所述基準(zhǔn)圖像的特征點(diǎn)的像素坐標(biāo)，計(jì)算得到所述成像系統(tǒng)的圖像轉(zhuǎn)換參數(shù)，包括：

26、將各所述標(biāo)定圖像的特征點(diǎn)的像素坐標(biāo)分別與所述基準(zhǔn)圖像的特征點(diǎn)的像素坐標(biāo)進(jìn)行向量計(jì)算，得到對(duì)應(yīng)的像素坐標(biāo)向量，以及將各所述預(yù)設(shè)參照點(diǎn)的機(jī)械臂坐標(biāo)分別與所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)的機(jī)械臂坐標(biāo)進(jìn)行向量計(jì)算，得到對(duì)應(yīng)的實(shí)際坐標(biāo)向量；

27、根據(jù)各所述像素坐標(biāo)向量以及對(duì)應(yīng)的所述實(shí)際坐標(biāo)向量，計(jì)算所述成像系統(tǒng)的相機(jī)坐標(biāo)系的第二軸方向與所述機(jī)械臂基坐標(biāo)系的第二軸方向之間的坐標(biāo)軸夾角；

28、根據(jù)所述坐標(biāo)軸夾角、各所述像素坐標(biāo)向量以及對(duì)應(yīng)的所述實(shí)際坐標(biāo)向量，計(jì)算得到所述成像系統(tǒng)的圖像轉(zhuǎn)換參數(shù)。

29、在一些實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述坐標(biāo)軸夾角、各所述像素坐標(biāo)向量以及對(duì)應(yīng)的所述實(shí)際坐標(biāo)向量，計(jì)算得到所述成像系統(tǒng)的圖像轉(zhuǎn)換參數(shù)，包括：

30、將所述坐標(biāo)軸夾角、各所述像素坐標(biāo)向量以及對(duì)應(yīng)的所述實(shí)際坐標(biāo)向量分別代入以下公式計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的圖像轉(zhuǎn)換參數(shù)，再將各所述圖像轉(zhuǎn)換參數(shù)求平均值，最終得到所述成像系統(tǒng)的圖像轉(zhuǎn)換參數(shù)：

31、

32、其中，k為所述圖像轉(zhuǎn)換參數(shù)，beta為所述坐標(biāo)軸夾角，δxi、δyi為所述像素坐標(biāo)向量的向量值，δxa、δya為所述像素坐標(biāo)向量對(duì)應(yīng)的所述實(shí)際坐標(biāo)向量的向量值。

33、在一些實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述第一圖像，確定與所述第一圖像對(duì)應(yīng)的第一像素坐標(biāo)序列，包括：

34、對(duì)所述第一圖像進(jìn)行特征匹配或模板匹配，獲取所述第一圖像包含的多個(gè)特征點(diǎn)；

35、利用所述多個(gè)特征點(diǎn)的像素坐標(biāo)，構(gòu)建與所述第一圖像對(duì)應(yīng)的第一像素坐標(biāo)序列。

36、在一些實(shí)施方式中，所述利用所述第一像素坐標(biāo)序列、第二像素坐標(biāo)序列以及所述成像系統(tǒng)的圖像轉(zhuǎn)換參數(shù)，計(jì)算所述歷史安裝工具與所述當(dāng)前安裝工具的示教點(diǎn)位坐標(biāo)差值，包括：

37、根據(jù)所述第一像素坐標(biāo)序列中的像素坐標(biāo)，按照預(yù)設(shè)規(guī)則構(gòu)建與所述第一像素坐標(biāo)序列對(duì)應(yīng)的第一向量序列；以及根據(jù)所述第二像素坐標(biāo)序列中的像素坐標(biāo)，按照所述預(yù)設(shè)規(guī)則構(gòu)建與所述第二像素坐標(biāo)序列對(duì)應(yīng)的第二向量序列；

38、根據(jù)所述第一向量序列以及所述第二向量序列，計(jì)算所述歷史安裝工具與所述當(dāng)前安裝工具之間的安裝旋轉(zhuǎn)夾角；

39、根據(jù)所述安裝旋轉(zhuǎn)夾角及所述第一像素坐標(biāo)序列，確定與所述當(dāng)前安裝工具經(jīng)過反向旋轉(zhuǎn)所述安裝旋轉(zhuǎn)夾角后對(duì)應(yīng)的第三像素坐標(biāo)序列；

40、根據(jù)所述第一像素坐標(biāo)序列與所述第三像素坐標(biāo)序列的像素坐標(biāo)差值以及所述圖像轉(zhuǎn)換參數(shù)，計(jì)算所述歷史安裝工具與所述當(dāng)前安裝工具的示教點(diǎn)位坐標(biāo)差值；

41、所述利用所述示教點(diǎn)位坐標(biāo)差值對(duì)所述歷史安裝工具的示教點(diǎn)位進(jìn)行矯正，得到所述當(dāng)前安裝工具的示教點(diǎn)位，包括：

42、利用所述示教點(diǎn)位坐標(biāo)差值和所述安裝旋轉(zhuǎn)夾角對(duì)所述歷史安裝工具的示教點(diǎn)位進(jìn)行矯正，得到所述當(dāng)前安裝工具的示教點(diǎn)位。

43、在一些實(shí)施方式中，所述第三像素坐標(biāo)序列中的任一個(gè)像素坐標(biāo)根據(jù)以下二維坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換公式獲得：

44、

45、其中，x、y為所述第一像素坐標(biāo)序列的像素坐標(biāo)，alpha為所述安裝旋轉(zhuǎn)夾角，x′、y′為所述第三像素坐標(biāo)序列的像素坐標(biāo)。

46、在一些實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述第一像素坐標(biāo)序列中的像素坐標(biāo)，按照預(yù)設(shè)規(guī)則構(gòu)建與所述第一像素坐標(biāo)序列對(duì)應(yīng)的第一向量序列，包括：

47、根據(jù)所述第一像素坐標(biāo)序列中的各像素坐標(biāo)，確定各像素坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)的位置關(guān)系；

48、根據(jù)各特征點(diǎn)的位置關(guān)系以及對(duì)應(yīng)的像素坐標(biāo)，依次計(jì)算相鄰兩個(gè)特征點(diǎn)的向量，以構(gòu)建第一向量序列。

49、在一些實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述第一像素坐標(biāo)序列中的像素坐標(biāo)，按照預(yù)設(shè)規(guī)則構(gòu)建與所述第一像素坐標(biāo)序列對(duì)應(yīng)的第一向量序列，包括：

50、根據(jù)所述第一像素坐標(biāo)序列中的各像素坐標(biāo)，計(jì)算任意兩個(gè)像素坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)的向量，以構(gòu)建第一向量序列。

51、本技術(shù)第二方面提供一種工具示教點(diǎn)位矯正裝置，包括：

52、第一獲取模塊，用于利用成像系統(tǒng)采集當(dāng)前安裝工具對(duì)應(yīng)的第一圖像；

53、第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述第一圖像，確定與所述第一圖像對(duì)應(yīng)的第一像素坐標(biāo)序列；

54、第二獲取模塊，用于獲取歷史安裝工具對(duì)應(yīng)的第二像素坐標(biāo)序列，以及獲取所述成像系統(tǒng)的圖像轉(zhuǎn)換參數(shù)；

55、第二計(jì)算模塊，用于利用所述第一像素坐標(biāo)序列、第二像素坐標(biāo)序列以及所述成像系統(tǒng)的圖像轉(zhuǎn)換參數(shù)，計(jì)算所述歷史安裝工具與所述當(dāng)前安裝工具的示教點(diǎn)位坐標(biāo)差值；

56、矯正模塊，用于利用所述示教點(diǎn)位坐標(biāo)差值對(duì)所述歷史安裝工具的示教點(diǎn)位進(jìn)行矯正，得到所述當(dāng)前安裝工具的示教點(diǎn)位。

57、本技術(shù)第三方面提供一種電子設(shè)備，包括：

58、處理器；以及

59、存儲(chǔ)器，其上存儲(chǔ)有可執(zhí)行代碼，當(dāng)所述可執(zhí)行代碼被所述處理器執(zhí)行時(shí)，使所述處理器執(zhí)行如上所述的方法。

60、本技術(shù)第四方面提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有可執(zhí)行代碼，當(dāng)所述可執(zhí)行代碼被電子設(shè)備的處理器執(zhí)行時(shí)，使所述處理器執(zhí)行如上所述的方法。

61、本技術(shù)提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

62、本技術(shù)的技術(shù)方案，能夠采用基于視覺測(cè)量的方式測(cè)量當(dāng)前安裝工具與歷史安裝工具的示教點(diǎn)位坐標(biāo)差值，利用示教點(diǎn)位坐標(biāo)差值對(duì)歷史安裝工具的示教點(diǎn)位進(jìn)行矯正，實(shí)現(xiàn)降低當(dāng)前安裝工具與歷史安裝工具的示教點(diǎn)位差異，提高工具執(zhí)行操作任務(wù)的精確性及穩(wěn)定性；并且工具的點(diǎn)位示教需要耗費(fèi)大量的人力，通過本技術(shù)的技術(shù)方案，可以提高人工示教的點(diǎn)位的可復(fù)用性，降低人工成本，以使工具的更換更加自動(dòng)化，并且提高工具操作的效率。

63、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本技術(shù)。