CN111037559B - 机器料盘位置快速标定方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种机器料盘快速标定方法及装置，方法包括：当电机处于初始位置时，通过相机确定基准拍照点位置和料盘的固定拍照位置；当电机处于基准拍照点位置时，通过相机确定基准像素坐标；确定吸嘴基准位置；获取当前相机标定后的单像素精度；当电机处于固定拍照位置时，通过相机得到不同料盘不同位置的识别点像素坐标；计算每个料盘位置。实施本申请实施例，可以节省人力消耗、提高精确性及预防料盘放置错误。

Description

机器料盘位置快速标定方法、装置及存储介质

技术领域

本申请涉及机器放置位置标定技术领域，具体涉及一种机器料盘位置快速标定方法、装置及存储介质。

背景技术

自动化行业，物料的取放位置是非常关键的一步，它直接影响到机器运行的稳定性以及最终装配或检测结果的准确性。目前很多情况下，自动化机器在初始标定阶段，依旧采用人工对位的方式，确定起始点位再进行类推计算。这种方式第一耗费了人力和时间，第二也无法保证人工确认的点位能满足确实的精度需求。

申请内容

本申请实施例的目的在于提供一种机器料盘位置快速标定方法、装置及存储介质，以节省人力消耗、提高精确性及预防料盘放置错误。

为实现上述目的，第一方面，本申请实施例提供了一种机器料盘位置快速标定方法，适用于机器料盘***，所述料盘***包括电机、吸嘴、相机和至少一个料盘，所述吸嘴和相机安装于所述电机上。该方法包括：

当电机处于初始位置时，通过相机确定基准拍照点位置和料盘的固定拍照位置；

当电机处于所述基准拍照点位置时，通过所述相机确定基准像素坐标；

发出指令至所述电机，使得所述电机带动所述吸嘴移动至预设的基准位置，并将所述电机的当前位置作为吸嘴基准位置；

获取当前相机标定后的单像素精度；

电机处于所述固定拍照位置时，通过所述相机得到不同料盘不同位置的识别点像素坐标；

根据所述基准拍照点位置、基准像素坐标、吸嘴基准位置、单像素精度和识别点像素坐标计算每个料盘位置。

作为本申请的一种具体实施方式，当所述电机处于初始位置时，通过所述相机确定基准拍照点位置和所述料盘的固定拍照位置，具体包括：

当电机处于初始位置时，通过所述相机获取多张第一图片；

根据多张第一图片和预设的基准位置确定基准拍照点位置和料盘的三个固定拍照位置。

作为本申请的一种具体实施方式，当所述电机处于所述基准拍照点位置时，通过所述相机确定基准像素坐标，具体包括：

当电机处于所述基准拍照点位置时，通过所述相机获取第二图片；

对所述第二图片进行模板识别，以得到基准像素坐标。

作为本申请的一种具体实施方式，当所述电机处于所述固定拍照位置时，通过所述相机得到不同料盘不同位置的识别点像素坐标，具体包括：

当电机处于所述固定拍照位置时，通过所述相机进行拍照及通过预设的模板进行模板识别，以得到不同料盘不同位置的识别点像素坐标。

其中，所述的模板识别为：建立待识别物的特征形状作为模板，通过相似度匹配，找到图片中需要识别的物体。

作为本申请的一种具体实施方式，根据所述基准拍照点位置、基准像素坐标、吸嘴基准位置、单像素精度和识别点像素坐标，具体包括：

根据所述基准拍照点位置、基准像素坐标、吸嘴基准位置和单像素精度计算吸嘴位置坐标；

根据所述吸嘴位置坐标计算每个料盘位置。

其中，计算吸嘴位置坐标具体包括：

当移动下一个识别点时，通过模板识别后，获得电机当前拍照位置(x，y)，识别点当前像素坐标(x_p，y_p，R_p)，根据公式(1)和(2)得到吸嘴位置坐标为：

x₁＝(x-x₀)+(x_p-x_p0)*P+x_n1；

y₁＝(y-y₀)+(y_p-y_p0)*P+y_n1；

R₁＝(R_p-R_p0)+R_n1。

公式(1)和(2)分别为：吸嘴位置X，Y＝电机偏移位置X，Y+图片偏移位置X，Y+吸嘴基准位置X，Y；吸嘴角度R＝图片偏移角度R+吸嘴基准角度R；

其中，(x₀，y₀)为基准拍照点位置电机坐标，(x_p0，y_p0，R_p0)为基准拍照点位置的像素坐标，(x_n1，y_n1，R_n1)为吸嘴基准位置电机坐标，P为单像素精度。

其中，根据所述吸嘴位置坐标计算每个料盘位置具体包括：

根据所述吸嘴位置坐标计算料盘的槽坐标和料盘角度，槽坐标计算公式为：

x_ij＝x_O1+D_Xx*i+D_Yx*j；

y_ij＝y_O1+D_Yy*j+D_Xy*i；

料盘角度计算公式为：R＝(R_O1+R_Y1+R_X1)/3；

其中，(x_O1，y_O1，R_O1)、(x_Y1，y_Y1，R_Y1)、(x_X1，y_X1，R_X1)为吸嘴在每一料盘上的三个位置的坐标；D_Yy为Y方向上相邻的两个槽的Y坐标之差，D_Yx为Y方向上X坐标之差；D_Xy为X方向上相邻的两个槽的Y坐标之差，D_Xx为X方向上X坐标之差；R为料盘角度。

第二方面，本申请实施例还提供了另一种图片处理装置，包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行上述第一方面的方法。

第三方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行上述第一方面的方法。

实施本申请实施例，具有以下优点：

1、节省人力消耗。不需要每次标定时一定要操作员配合取放检测物料，机器本身可以实现。

2、提高精确性。人工点位校正靠感觉和目测，无法精准数据化，此方案可实现完整数据参数标定。

3、预防料盘放置错误。在自动标定过程中出现位置点检测不到，流程运行失败，间接指出料盘位置大幅度偏移，防止异常发生，提高机器本身的可控性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本申请实施例提供的机器料盘位置快速标定方法的示意流程图；

图2是料盘的固定拍照位置标定示意图；

图3是模板识别示意图；

图4是本申请实施例提供的机器料盘快速标定装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的发明构思是：为了解决现有技术(请参考本申请文件的背景技术)中所存在的技术问题，提出了一个自动化机器取放位置自动标定的调试流程方法，程序本身确认基准坐标后，根据相机拍照得到必要坐标信息，然后通过计算得到所有料盘的位置数据，从而实现测试料的盲取盲放，节约人力消耗和标定时间，同时提高效率和准确性。本申请中所涉及的程序(软件)包括相机软件和控制软件两种。本领域技术人员根据下述描述应当理解，相机软件和控制软件可集成于一硬件中，故下述方法实施例中的硬件执行主体为一个，可以理解为一种机器料盘位置快速标定装置。

另外，在料盘位置在快速标定前，机器上具有放料的至少一个料盘、吸料的吸嘴、工业相机(用于拍照定位)、电机(实时运动，进行取放料)，相机和吸嘴固定在运动的电机上，同时可以自由旋转来匹配不同的料盘的取料方向，在使用相机之前，相机进行了自我标定。另外，

在此基础上，如图1所示，本申请的机器料盘位置快速标定方法，包括以下步骤：

S101，当电机处于初始位置时，通过相机确定基准拍照点位置和料盘的固定拍照位置。

具体地，人工通过控制软件控制电机运动，同时保持连续拍照状态，观察实时拍摄的照片，照片中出现我们定义好的基准位置，此时电机位置就是我们需要的基准拍照点位置(基准拍照位)，同理找到每个料盘的固定拍照点位置(SlotO,SlotY,SlotX)，如图2所示。

S102，当电机处于所述基准拍照点位置时，通过所述相机确定基准像素坐标。

具体地，通过控制软件控制电机运动到基准拍照点位置拍摄照片，通过相机软件和对应模板(模板识别介绍如下图)，模板识别后得到识别点像素坐标(基准像素坐标)。

如图3所示，建立识别物的一部分特征形状作为模板，通过相似度匹配，找到照片中需要识别的物体，图中方框区域即为识别结果。

S103，发出指令至所述电机，使得所述电机带动所述吸嘴移动至预设的基准位置，并将所述电机的当前位置作为吸嘴基准位置。

具体地，通过控制软件控制电机运动，把吸嘴移动到的基准位置，获得当前电机位置就是吸嘴基准位置。

S104，获取当前相机标定后的单像素精度。

具体地，通过相机软件获得当前相机标定后的单像素精度P。

S105，当电机处于所述固定拍照位置时，通过所述相机得到不同料盘不同位置的识别点像素坐标。

S106，根据所述基准拍照点位置、基准像素坐标、吸嘴基准位置、单像素精度和识别点像素坐标计算每个料盘位置。

具体地，软件控制电机分别运动到每个料盘的固定拍照点位置SlotO，SlotY，SlotX，通过相机软件和对应模板，完成拍照和模板识别后分别得到不同料盘这三个位置的识别点像素坐标，然后运用公式计算出每个料盘的所有槽位置，从而得知整个料盘的位置。

其中，计算部分包括如下内容：

1.计算单个位置坐标

参考标定流程，把图中所标记的基准位置作为我们的基准位置，按照标定流程获得基准拍照位x₀，y₀，基准像素坐标x_p0，y_p0，R_p0，吸嘴基准位置x_n1，y_n1，R_n1，单像素精度P。

当我们移动下一个识别点时，同样用模板正确识别后，我们同样可以获得电机位置(当前拍照位置x，y)，识别点像素坐标(当前像素坐标x_p，y_p，R_p)，由此我们可以推出当前吸嘴位置，套用公式吸嘴位置X，Y＝机械位置偏移X，Y+图片位置偏移X，Y+吸嘴基准X，Y；吸嘴角度R＝图片偏移角度R+吸嘴基准角度R；

当前吸嘴的坐标x₁＝(x-x₀)+(x_p-x_p0)*P+x_n1；y₁＝(y-y₀)+(y_p-y_p0)*P+y_n1；

R₁＝(R_p-R_p0)+R_n1

2.计算整个料盘坐标

请参考图2，使用计算单个位置坐标方式，参考标定流程，当移动电机，分别在SlotO，SlotY，SlotX拍照，求出了吸嘴在这三个点的坐标，吸嘴在三个位置的坐标为x_O1，y_O1，R_O1、x_Y1，y_Y1，R_Y1、x_X1，y_X1，R_X1，我们已知料盘在Y方向上有A列个Slot，在X方向上有B行个Slot，整个Tray共有A*B个Slot。在Y方向上，相邻的两个slot的Y坐标相差为D_Yy，X坐标相差为D_Yx；在X方向上，相邻的两个slot的Y坐标相差为D_Xy，X坐标相差为D_Xx。

D_Yy＝(y_Y1-y_O1)/A；D_Yx＝(x_Y1-x_O1)/A；

D_Xy＝(y_X1-y_O1)/B；D_Xx＝(x_X1-x_O1)/B；

所以对于一个i行j列的slot坐标x_ij，y_ij，计算公式为

x_ij＝x_O1+D_Xx*i+D_Yx*j；y_ij＝y_O1+D_Yy*j+D_Xy*i。

因为料盘所有槽角度一致，因此求平均减小计算误差，

料盘角度R＝(R_O1+R_Y1+R_X1)/3。

实施本申请实施例的方法，具有以下优点：

1、节省人力消耗。不需要每次标定时一定要操作员配合取放检测物料，机器本身可以实现。

2、提高精确性。人工点位校正靠感觉和目测，无法精准数据化，此方案可实现完整数据参数标定。

3、预防料盘放置错误。在自动标定过程中出现位置点检测不到，流程运行失败，间接指出料盘位置大幅度偏移，防止异常发生，提高机器本身的可控性。

从以上描述可以看出，本申请技术方案的关键点在于初始标定位的信息获取和计算方式。三个选定位置的照片，可以得到X/Y/R(即水平竖直与角度方向)的三点位置信息，并以此为依据计算和补偿料盘可能存在的横向/竖向及偏转移位，不论料盘状态如何，都可以确保取放位置的准确性。

基于相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种机器料盘快速标定装置。如图4所示，该装置可以包括：一个或多个处理器101、一个或多个输入设备102、一个或多个输出设备103和存储器104，上述处理器101、输入设备102、输出设备103和存储器104通过总线105相互连接。存储器104用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器101被配置用于调用所述程序指令执行上述方法实施例部分的方法。

应当理解，在本申请实施例中，所称处理器101可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

输入设备102可以包括键盘等，输出设备103可以包括显示器(LCD等)、扬声器等。

该存储器104可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器101提供指令和数据。存储器104的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器104还可以存储设备类型的信息。

具体实现中，本申请实施例中所描述的处理器101、输入设备102、输出设备103可执行本申请实施例提供的图片处理方法的实施例中所描述的实现方式，在此不再赘述。

进一步地，本申请实施例还提供了一种可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令被处理器执行时实现：上述机器料盘位置快速标定方法。

所述计算机可读存储介质可以是前述任一实施例所述的***的内部存储单元，例如***的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述***的外部存储设备，例如所述***上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述计算机可读存储介质还可以既包括所述***的内部存储单元也包括外部存储设备。所述计算机可读存储介质用于存储所述计算机程序以及所述***所需的其他程序和数据。所述计算机可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种机器料盘位置快速标定方法，适用于机器料盘***，所述料盘***包括电机、吸嘴、相机和至少一个料盘，所述吸嘴和相机安装于所述电机上，其特征在于，包括：

当所述电机处于初始位置时，通过所述相机确定基准拍照点位置和所述料盘的固定拍照位置；

当所述电机处于所述基准拍照点位置时，通过所述相机确定基准像素坐标；所述基准像素坐标是通过相机软件和模板对识别物进行识别后的识别点像素坐标；所述模板为识别物的一部分特征形状；

发出指令至所述电机，使得所述电机带动所述吸嘴移动至预设的基准位置，并将所述电机的当前位置作为吸嘴基准位置；

获取当前相机标定后的单像素精度；

当所述电机处于所述固定拍照位置时，通过所述相机得到不同料盘不同位置的识别点像素坐标；

根据所述基准拍照点位置、基准像素坐标、吸嘴基准位置、单像素精度和识别点像素坐标计算每个料盘位置；

计算每个料盘位置具体包括：

当移动下一个识别点时，通过模板识别后，获得电机当前拍照位置(x,y)，识别点当前像素坐标(x_p,y_p,R_p)，根据公式(1)和(2)得到吸嘴位置坐标为：

x₁＝(x–x₀)+(x_p–x_p0)*P+x_n1；

y₁＝(y–y₀)+(y_p–y_p0)*P+y_n1；

R₁＝(R_p-R_p0)+R_n1；

根据所述吸嘴位置坐标计算料盘的槽坐标和料盘角度，槽坐标计算公式为：

x_ij＝x_O1+D_Xx*i+D_Yx*j；

y_ij＝y_O1+D_Yy*j+D_Xy*i；

料盘角度计算公式为：R＝(R_O1+R_Y1+R_X1)/3；

公式(1)和(2)分别为：吸嘴位置X,Y＝电机偏移位置X,Y+图片偏移位置X,Y+吸嘴基准位置X,Y；吸嘴角度R＝图片偏移角度R+吸嘴基准角度R；

其中，(x₀,y₀)为基准拍照点位置电机坐标，(x_p0,y_p0,R_p0)为基准拍照点位置的像素坐标，(x_n1,y_n1,R_n1)为吸嘴基准位置电机坐标，P为单像素精度；

(x_O1,y_O1,R_O1)、(x_Y1,y_Y1,R_Y1)、(x_X1,y_X1,R_X1)为吸嘴在每一料盘上的三个位置的坐标；D_Yy为Y方向上相邻的两个槽的Y坐标之差，D_Yx为Y方向上X坐标之差；D_Xy为X方向上相邻的两个槽的Y坐标之差，D_Xx为X方向上X坐标之差；R为料盘角度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述电机处于初始位置时，通过所述相机确定基准拍照点位置和所述料盘的固定拍照位置，具体包括：

当所述电机处于初始位置时，通过所述相机获取多张第一图片；

根据多张第一图片和预设的基准位置确定基准拍照点位置和料盘的三个固定拍照位置。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当所述电机处于所述基准拍照点位置时，通过所述相机确定基准像素坐标，具体包括：

当所述电机处于所述基准拍照点位置时，通过所述相机获取第二图片；

对所述第二图片进行模板识别，以得到基准像素坐标。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述电机处于所述固定拍照位置时，通过所述相机得到不同料盘不同位置的识别点像素坐标，具体包括：

当所述电机处于所述固定拍照位置时，通过所述相机进行拍照及通过预设的模板进行模板识别，以得到不同料盘不同位置的识别点像素坐标。

5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述的模板识别为：建立待识别物的特征形状作为模板，通过相似度匹配，找到图片中需要识别的物体。

6.一种机器料盘位置快速标定装置，其特征在于，包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行如权利要求1-5任一项所述的方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1-5任一项所述的方法。

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