CN109470138A - 零件的在线测量方法 - Google Patents

零件的在线测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109470138A
CN109470138A CN201811231773.5A CN201811231773A CN109470138A CN 109470138 A CN109470138 A CN 109470138A CN 201811231773 A CN201811231773 A CN 201811231773A CN 109470138 A CN109470138 A CN 109470138A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mechanical hand
point cloud
visual sensor
program
dimensional point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811231773.5A
Other languages
English (en)
Inventor
葛继
宫正
谷森
汝长海
孙钰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Ji Ju Micro Automation System And Equipment Technology Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Ji Ju Micro Automation System And Equipment Technology Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Ji Ju Micro Automation System And Equipment Technology Research Institute Co Ltd filed Critical Jiangsu Ji Ju Micro Automation System And Equipment Technology Research Institute Co Ltd
Priority to CN201811231773.5A priority Critical patent/CN109470138A/zh
Publication of CN109470138A publication Critical patent/CN109470138A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种零件的在线测量方法。本发明提供的测量方法包括五个步骤。步骤一，计算安装在机器手末端3D视觉传感器坐标系与机器手末端法兰坐标系之间的转换矩阵；步骤二，通过3D视觉传感器分段获取整个大尺度零件的3D点云数据，将获取的分段点云数据转换到机器手基坐标下三维点云数据；步骤三，对相邻的分段三维点云数据进行配准，重构获得整个大尺度零件的三维点云数据；步骤四，将步骤一、二、三中的算法通过计算机编程形成上位机程序，该程序与3D视觉传感器、机器手通信，自动获取坐标信息；步骤五，根据零件测量要求(孔直径大小、孔之间距离、加工精度等)，将获取的三维点云数据进行算法编程，实现在线检测。

Description

零件的在线测量方法
技术领域
本发明涉及3D视觉领域，具体涉及一种零件的在线测量方法
背景技术
传统工程生产的大型零件一般采取离线抽检检测方法，即将生产线加工完成的每一批大型零件抽样送往检测实验室进行测量，检测加工的零件是否符合标准要求。这种离线检测方法效率低，精度低。为克服传统抽检、离线检测的不足，现阶段工程上通过3D视觉传感器获取零件的点云数据并进行计算测量。但是由于3D视觉传感器拍摄范围有限，无法一次获取大型零件点云数据，只能通过分段获取坐标信息、配准、重构整个大型零件点云数据。这种方法在配准阶段计算数据庞大，需要计算的时间长，导致最终检测效率不高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种零件的在线测量方法，首先将从3D视觉传感器获得的坐标转换到机器手基坐标之中，再对分段点云数据进行配准、重构，计算时间短，重构精度高。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种零件的在线测量方法，包括：
将3D视觉传感器安装在机械手法兰末端，并通过网线与电脑连接，在IE浏览器中输入通信地址，显示3D视觉传感器测量界面；将标定零件放置再相机拍摄范围之内，计算3D视觉传感器坐标系与机器手法兰坐标系的转换矩阵；
将待测大尺度零件放置在工装台之上，移动机器手分段拍摄零件，获取分段点云数据，通过读取机器手控制器中的数据可以计算机器手基坐标与法兰坐标之间的转换矩阵，根据机器手基坐标系与法兰坐标系之间的转换矩阵以及3D视觉传感器坐标系与机器手法兰坐标系之间的转换矩阵，将相机获取的大尺度零件点云坐标转换到机器手基坐标系中点云坐标；
对机器手基坐标系中相隔分段点云坐标数据进行配准、重构，获得整个大尺度零件的点云坐标数据；
编写上位机程序，首先建立程序与3D视觉传感器、机器手之间通信，保证程序能够实时获取相机与机器手数据；然后前述算法集成到程序中；
根据零件的测量要求，将获取的三维点云数据进行算法编程，实现在线检测。
在其中一个实施例中，“根据零件的测量要求，将获取的三维点云数据进行算法编程，实现在线检测。”中零件的测量要求是孔直径大小。
在其中一个实施例中，“根据零件的测量要求，将获取的三维点云数据进行算法编程，实现在线检测。”中零件的测量要求是孔之间距离。
在其中一个实施例中，“根据零件的测量要求，将获取的三维点云数据进行算法编程，实现在线检测。”中零件的测量要求是加工精度。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现任一项所述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现任一项所述方法的步骤。
一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行任一项所述的方法。
本发明的有益效果：首先将从3D视觉传感器获得的坐标转换到机器手基坐标之中，再对分段点云数据进行配准、重构，计算时间短，重构精度高。
附图说明
图1是本发明零件的在线测量方法的示意图一。
图2是本发明零件的在线测量方法的示意图二。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1，本发明提供的测量机器手法兰坐标系与3D视觉传感器坐标系转换矩阵由机器手1，3D视觉传感器2，标定零件3构成。3D视觉传感器2安装在KUKA机器手1法兰盘上，标定零件3放置在地面并保持位置不变。移动机器手1到某一位置，通过3D视觉传感器2识别标定零件3圆孔圆心并记录圆心在相机坐标系中的坐标(XC1,XC1,YC1)，通过机器手1控制器记录此时机器手1法兰位置F1(XF1,YF1,ZF1,AF1,BF1,CF1)；保持标定零件3位置不变，移动机器手1至不同位置，分别记录这些位置圆孔圆心在3D视觉传感器坐标系中的位置C2(XC2,XC2,YC2)，C3(XC3,XC3,YC3)，C4(XC4,XC4,YC4)……..以及机器手1末端法兰位置F2(XF2,YF2,ZF2,AF2,BF2,CF2)，F3(XF3,YF3,ZF3,AF3,BF3,CF3)，F4(XF4,YF4,ZF4,AF4,BF4,CF4)…….。标定零件3在基坐标系中的位置B＝[F][X]C，其中[F]为机器手1法兰坐标系与基坐标系之间的变换矩阵，[X]4×4为需要求解的机器手1法兰坐标系与3D视觉传感器2坐标系之间的变换矩阵，C为标定零件3圆孔圆心在3D视觉传感器2坐标系中的坐标C4×1，因为标定零件3的位置保持不变，所以B1＝B2＝B3＝…....Bn，即
[F1][X]C1＝[F2][X]C2
[F2][X]C2＝[F3][X]C3
[F3][X]C3＝[F4][X]C4
…….
机器手1法兰坐标与基坐标变换矩阵[F]计算公式为
需要求解的机器手1法兰坐标系与3D视觉传感器2坐标系之间的变换矩阵[X]4×4表达式为
标定零件3圆孔圆心在3D视觉传感器坐标系中坐标C表达式为[XC；YC；ZC；1]T
根据B1＝B2＝B3＝…....Bn建立线性方程组，采用最小二乘法求解出矩阵[X]4×4的12个未知数。
参照图2，本发明提供的高精度、高速在线大尺度零件测量***由机器手1、3D视觉传感器2、大尺度测量零件4、计算机主机5以及计算机屏幕6组成。参照图2，通过计算机主机5与计算机屏幕6编写上位机程序，与机器手1、3D视觉传感器2通信，使上位机程序能够实时接收到机器手1位置信息与3D视觉传感器坐标信息；通过机器手1法兰坐标系与3D视觉传感器2坐标系转换矩阵以及机器手1法兰坐标系与极坐标系转换矩阵计算出3D视觉传感器2坐标系与机器手1坐标系转换矩阵，并集成到上位机程序中；分段拍摄大尺度零件4，获得分段3D点云坐标信息并转化为机器手1基坐标下坐标，对相隔点云数据进行配准、重构，获得整个大尺度零件4在机器手1基坐标下点云坐标信息；根据大尺度零件4测量要求(孔直径大小、孔之间距离、加工精度等)，编写测量程序并进行调试。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种零件的在线测量方法，其特征在于，包括：
将3D视觉传感器安装在机械手法兰末端，并通过网线与电脑连接，在IE浏览器中输入IP地址，显示3D传感器工作界面；将标定零件放置在相机拍摄范围之内，计算3D视觉传感器坐标系与机器手法兰坐标系的转换矩阵；
将待测大尺度零件放置在工装台之上，移动机器手分段拍摄零件，获取分段点云数据，通过读取机器手控制器中的数据可以计算机器手基坐标与法兰坐标之间的转换矩阵，根据机器手基坐标系与法兰坐标系之间的转换矩阵以及3D视觉传感器坐标系与机器手法兰坐标系之间的转换矩阵，将3D视觉传感器获取的大尺度零件点云坐标转换到机器手基坐标系中点云坐标；
对机器手基坐标系中相隔分段点云坐标数据进行配准、重构，获得整个大尺度零件的点云坐标数据；
编写上位机程序，首先建立程序与3D视觉传感器、机器手之间通信，保证程序能够实时获取相机与机器手数据；然后前述算法集成到程序中；
根据零件的测量要求，将获取的三维点云数据进行算法编程，实现在线检测。
2.如权利要求1所述的零件的在线测量方法，其特征在于，“根据零件的测量要求，将获取的三维点云数据进行算法编程，实现在线检测。”中零件的测量要求是孔直径大小。
3.如权利要求1所述的零件的在线测量方法，其特征在于，“根据零件的测量要求，将获取的三维点云数据进行算法编程，实现在线检测。”中零件的测量要求是孔之间距离。
4.如权利要求1所述的零件的在线测量方法，其特征在于，“根据零件的测量要求，将获取的三维点云数据进行算法编程，实现在线检测。”中零件的测量要求是加工精度。
5.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1到4任一项所述方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1到4任一项所述方法的步骤。
7.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1到4任一项所述的方法。
CN201811231773.5A 2018-10-22 2018-10-22 零件的在线测量方法 Pending CN109470138A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811231773.5A CN109470138A (zh) 2018-10-22 2018-10-22 零件的在线测量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811231773.5A CN109470138A (zh) 2018-10-22 2018-10-22 零件的在线测量方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109470138A true CN109470138A (zh) 2019-03-15

Family

ID=65664250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811231773.5A Pending CN109470138A (zh) 2018-10-22 2018-10-22 零件的在线测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109470138A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110045680A (zh) * 2019-05-15 2019-07-23 中国铁建重工集团股份有限公司 一种数控机床上在线检测臂架空间尺寸的测量方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103115629A (zh) * 2013-01-23 2013-05-22 天津大学 机器人柔性视觉测量***中工具坐标系快速修复方法
CN103925879A (zh) * 2014-04-24 2014-07-16 中国科学院合肥物质科学研究院 基于3d图像传感器的室内机器人视觉手眼关系标定方法
CN105157725A (zh) * 2015-07-29 2015-12-16 华南理工大学 一种二维激光视觉传感器和机器人的手眼标定方法
CN106091931A (zh) * 2016-08-22 2016-11-09 上海交通大学 一种基于三维模型的自适应扫描测量***及其控制方法
CN106370106A (zh) * 2016-09-30 2017-02-01 上海航天精密机械研究所 结合工业机器人与线性导轨的线激光扫描测量***及方法
CN106426172A (zh) * 2016-10-27 2017-02-22 深圳元启智能技术有限公司 一种工业机器人工具坐标系的标定方法与***
CN106767393A (zh) * 2015-11-20 2017-05-31 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 机器人的手眼标定装置与方法
CN107270833A (zh) * 2017-08-09 2017-10-20 武汉智诺维科技有限公司 一种复杂曲面零件三维测量***及方法
CN107443377A (zh) * 2017-08-10 2017-12-08 埃夫特智能装备股份有限公司 传感器‑机器人坐标系转换方法及机器人手眼标定方法
CN108582076A (zh) * 2018-05-10 2018-09-28 武汉库柏特科技有限公司 一种基于标准球的机器人手眼标定方法及装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103115629A (zh) * 2013-01-23 2013-05-22 天津大学 机器人柔性视觉测量***中工具坐标系快速修复方法
CN103925879A (zh) * 2014-04-24 2014-07-16 中国科学院合肥物质科学研究院 基于3d图像传感器的室内机器人视觉手眼关系标定方法
CN105157725A (zh) * 2015-07-29 2015-12-16 华南理工大学 一种二维激光视觉传感器和机器人的手眼标定方法
CN106767393A (zh) * 2015-11-20 2017-05-31 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 机器人的手眼标定装置与方法
CN106091931A (zh) * 2016-08-22 2016-11-09 上海交通大学 一种基于三维模型的自适应扫描测量***及其控制方法
CN106370106A (zh) * 2016-09-30 2017-02-01 上海航天精密机械研究所 结合工业机器人与线性导轨的线激光扫描测量***及方法
CN106426172A (zh) * 2016-10-27 2017-02-22 深圳元启智能技术有限公司 一种工业机器人工具坐标系的标定方法与***
CN107270833A (zh) * 2017-08-09 2017-10-20 武汉智诺维科技有限公司 一种复杂曲面零件三维测量***及方法
CN107443377A (zh) * 2017-08-10 2017-12-08 埃夫特智能装备股份有限公司 传感器‑机器人坐标系转换方法及机器人手眼标定方法
CN108582076A (zh) * 2018-05-10 2018-09-28 武汉库柏特科技有限公司 一种基于标准球的机器人手眼标定方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
尹仕斌: "工业机器人定位误差分级补偿与精度维护方法研究", 《中国博士论文全文数据库》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110045680A (zh) * 2019-05-15 2019-07-23 中国铁建重工集团股份有限公司 一种数控机床上在线检测臂架空间尺寸的测量方法
CN110045680B (zh) * 2019-05-15 2020-10-16 中国铁建重工集团股份有限公司 一种数控机床上在线检测臂架空间尺寸的测量方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109822574B (zh) 一种工业机器人末端六维力传感器标定的方法
CN109465822A (zh) 基于3d视觉手眼标定方法
CN108759665B (zh) 一种基于坐标转换的空间目标三维重建精度分析方法
CN101907448B (zh) 一种基于双目三维视觉的深度测量方法
Xiong et al. Workspace measuring and positioning system based on rotating laser planes
CN108317999B (zh) 一种基于惯性传感器的通信铁塔倾角测量方法
CN106597566A (zh) 一种非开挖地下管线探测***及其实现方法
CN111540001B (zh) 航空发动机涡轮叶片气膜孔轴线方向检测方法
CN104236543A (zh) 用于工业机器人空间位姿精度和轨迹测量的拉线式测量***和测量方法
CN105607760A (zh) 一种基于微惯性传感器的轨迹还原方法及***
CN112361958B (zh) 一种线激光与机械臂标定方法
CN110160528A (zh) 一种基于角度特征识别的移动装置位姿定位方法
CN102980532B (zh) 采用三坐标测量仪拼接测量大口径非球面面形的方法
CN106643601A (zh) 工业机器人动态六维参数测量方法
CN109470138A (zh) 零件的在线测量方法
CN106248000B (zh) 零件孔轴线的测量方法
CN103040471B (zh) 一种奶牛体型线性鉴定指标获取***及方法
CN113052913A (zh) 一种二级组合视觉测量***中转位姿高精度标定方法
CN109342008B (zh) 基于单应性矩阵的风洞试验模型迎角单相机视频测量方法
CN107991049A (zh) 基于加速度传感器的六自由度振动测试方法及装置
CN115493616B (zh) 一种激光跟踪姿态角现场精度的评定方法
CN117191781A (zh) 一种复材壁板微小阵列孔通孔率无损检测***及方法
CN107643032B (zh) 一种逆向检测空间定位装置的设计及其使用方法
CN205317153U (zh) 一种适合零部件使用的检测机构
CN203375945U (zh) 一种基于特征识别的激光三维测量装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 215100 South 3rd and 4th Floors of Huanxiu Lake Building, Xiangcheng High-speed Railway New Town, Suzhou City, Jiangsu Province

Applicant after: Jiangsu Ji Ju micro automation system and equipment Technology Research Institute Co., Ltd.

Address before: 215100 F003 workstation, 3rd floor, 58 South Tiancheng Road, Xiangcheng High-speed Railway New Town, Suzhou City, Jiangsu Province

Applicant before: Jiangsu Ji Ju micro automation system and equipment Technology Research Institute Co., Ltd.

RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190315