本發明涉及測量裝置技術領域,具體涉及一種基于雙目視覺的裝配系統及裝配方法。
背景技術:
工業生產中,機器視覺的應用是實現精準定位、檢測的有效途徑。其中,視覺三維測量技術替代人工視覺檢測可以很大程度提高裝配效率和裝配精度、減少因為人工誤差造成的重復工作。具體來說,視覺三維測量技術利用測量裝置對待裝配件或對接件的位姿進行測量,根據測量結果計算出裝配執行機構(如機械臂)的運動軌跡并將計算結果輸出給裝配執行機構,裝配執行機構按照計算出來的運動軌跡完成待裝配件與對接件的精密裝配。
然而,視覺三維測量技術的應用仍然受到如下幾方面的制約。一方面,視覺三維測量技術無法應用于裝配空間狹小、測量困難的場合,這種場合仍依靠人工目測的方式進行裝配,不僅耗時長、操作困難,而且效率低下。另一方面,在待裝配件與對接件的位姿都需要測量的場合,測量裝置由于需要采集的位姿信息過多而進行多次移動或翻轉,使得測量步驟和計算步驟變得復雜,無法簡單快捷的直接測量出最終結果。
相應地,本領域需要一種新的可以同步測量位姿信息的裝配系統以及裝配方法來解決上述問題。
技術實現要素:
為了解決現有技術中的上述問題,即為了解決狹小空間無法利用視覺三維測量技術進行測量以及在需要采集多個位姿信息的情況下測量步驟繁瑣的問題,本發明提供了一種基于雙目視覺的裝配系統,用于將待裝配件匹配安裝至對接件,該裝配系統包括:采集部,其用于同步采集所述待裝配件的第一位姿信息以及所述對接件的第二位姿信息;數據處理單元,其用于基于所述第一位姿信息和所述第二位姿信息,計算出所述待裝配件與所述對接件之間的結果位姿信息;執行機構,其用于基于所述結果位姿信息,將所述待裝配件安裝至所述對接件。
在上述裝配系統的優選技術方案中,所述采集部包括殼體以及設置于該殼體內部的第一采集單元和第二采集單元,其中,所述第一采集單元能夠采集所述待裝配件的第一位姿信息或所述對接件的第二位姿信息;相應地,所述第二采集單元能夠采集所述待裝配件的第二位姿信息或所述對接件的第一位姿信息。
在上述裝配系統的優選技術方案中,所述殼體包括第一殼體和第二殼體,所述第一殼體上設置有所述第一采集單元,所述第二殼體上設置有第二采集單元,并且在安裝好的狀態下,所述第一采集單元與所述第二采集單元與所述殼體之間無相對運動。
在上述裝配系統的優選技術方案中,所述第一采集單元為沿第一方向設置的第一雙目相機,所述第二采集單元為沿第二方向設置的第二雙目相機,并且所述第一方向與所述第二方向之間具有夾角。
在上述裝配系統的優選技術方案中,所述第一殼體上開設有與所述第二雙目相機的鏡頭對應的第二鏡頭孔,所述第二殼體上開設有與所述第一雙目相機的鏡頭對應的第一鏡頭孔,并且在安裝好的狀態下,所述第一雙目相機的鏡頭與所述第二雙目相機的鏡頭能夠分別容納于所述第一鏡頭孔與所述第二鏡頭孔,該容納能夠允許所述采集部獲得所述第一位姿信息和所述第二位姿信息。
在上述裝配系統的優選技術方案中,所述待裝配件上設置有若干個第一裝配特征,所述對接件上設置有與所述若干個第一裝配特征對應的若干個第二裝配特征,并且所述第一雙目相機能夠采集所述若干個第一裝配特征中的至少一個第一裝配特征的第一位姿信息,或者所述若干個第二裝配特征中的至少一個第二裝配特征的第二位姿信息;對應地,所述第二雙目相機能夠采集所述若干個第二裝配特征中的至少一個第二裝配特征的第二位姿信息,或者所述若干個第一裝配特征中的至少一個第一裝配特征的第一位姿信息。
在上述裝配系統的優選技術方案中,所述采集部還包括輔助定位裝置,其用于確定所述采集部相對于所述待裝配件和所述對接件的方位。
本發明還提供了一種基于雙目視覺的裝配方法,用于將待裝配件匹配安裝至對接件,該裝配方法包括:
同步采集所述待裝配件的第一位姿信息以及所述對接件的第二位姿信息;
基于所述第一位姿信息和所述第二位姿信息,計算出所述待裝配件與所述對接件之間的結果位姿信息;
基于所述結果位姿信息,將所述待裝配件安裝至所述對接件。
在上述基于雙目視覺的裝配方法的優選技術方案中,所述的“同步采集所述待裝配件的第一位姿信息以及所述對接件的第二位姿信息”進一步包括:
在所述第一采集單元采集所述第一位姿信息或者所述第二位姿信息的情形下,對應地,所述第二采集單元采集所述第二位姿信息或者所述第一位姿信息。
在上述基于雙目視覺的裝配方法的優選技術方案中,所述的“同步采集所述待裝配件的第一位姿信息以及所述對接件的第二位姿信息”進一步包括:
在所述采集部處于至少一個方位的情形下,采集所述第一位姿信息和所述第二位姿信息;
在所述采集部處于每個方位的情形下,采集若干組第一位姿信息和所述第二位姿信息。
本領域技術人員能夠理解的是,在本發明的優選技術方案中,基于雙目視覺的裝配系統包括采集部、數據處理單元以及執行機構。采集部包括殼體以及設置于該殼體內部的第一采集單元和第二采集單元,第一采集單元和第二采集單元能夠同步采集待裝配件的第一位姿信息和對接件的第二位姿信息。此外,本發明還提供了一種基于雙目視覺的裝配方法,該方法通過采集待裝配件的第一位姿信息和連接件的第二位姿信息,并基于第一位姿信息和第二位姿信息計算出結果位姿信息的方式,可以輔助執行機構快速準確的將待裝配件匹配安裝至對接件。通過基于雙目視覺的裝配系統及裝配方法,不僅可以同時測量待裝配件和對接件的位姿信息,尤其提高狹窄空間的裝配效率和裝配精度,而且采集部的結構小巧,使用簡單,穩定性高。
附圖說明
圖1是本發明的基于雙目視覺的裝配系統的同步測量過程示意圖;
圖2是本發明的基于雙目視覺的裝配系統的采集部的結構示意圖;
圖3是本發明的一種可能的實施方式中,基于雙目視覺的裝配系統的同步裝配方法的流程圖;
圖4是本發明的基于雙目視覺的裝配系統的采集部的標定示意圖。
具體實施方式
下面參照附圖來描述本發明的優選實施方式。本領域技術人員應當理解的是,這些實施方式僅僅用于解釋本發明的技術原理,并非旨在限制本發明的保護范圍。例如,雖然附圖中的第一雙目相機和第二雙目相機是相同型號的相機,但是第一雙目相機和第二雙目相機的型號非一成不變,本領域技術人員可以根據需要對其作出調整,以便適應具體的應用場合。
需要說明的是,在本發明的描述中,術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方向或位置關系的術語是基于附圖所示的方向或位置關系,這僅僅是為了便于描述,而不是指示或暗示所述裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發明的限制。此外,術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。
此外,還需要說明的是,在本發明的描述中,除非另有明確的規定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通。對于本領域技術人員而言,可根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
本發明的目的在于,解決狹小空間無法利用視覺三維測量技術進行測量的問題,以及在需要采集多個位姿信息的情況下采集步驟繁瑣的問題。
如圖1和圖2所示,為實現上述目的,本發明提供了一種基于雙目視覺的裝配系統,該裝配系統主要包括采集部1、數據處理單元以及執行機構2,主要用于將待裝配件3匹配安裝至對接件4。其中,采集部1主要用于同步采集待裝配件3的第一位姿信息以及對接件4的第二位姿信息;數據處理單元主要用于基于第一位姿信息和第二位姿信息,計算出待裝配件3與對接件4之間的結果位姿信息;執行機構2主要用于基于結果位姿信息,將待裝配件3安裝至對接件4。
如圖2所示,采集部1主要包括殼體以及設置于殼體內部的第一采集單元和第二采集單元。其中,殼體又包括第一殼體11與第二殼體12。優選地,第一采集單元設置于第一殼體11上,第二采集單元設置于第二殼體12上,第一采集單元可以采集待裝配件3的第一位姿信息或對接件4的第二位姿信息。相應地,第二采集單元可以與第一采集單元同步采集對接件4的第二位姿信息或待裝配件3的第一位姿信息。并且在安裝好的狀態下,第一采集單元與第二采集單元分別相對于第一殼體11與第二殼體12無相對運動。優選地,第一采集單元可以采集待裝配件3的第一位姿信息,第二采集單元可以采集對接件4的第二位姿信息。當然,本領域技術人員可以想到的是,這種對應關系并非一成不變,可以根據具體使用環境和使用條件進行調整,如使用第一采集單元采集對接件4的第二位姿信息,而使用第二采集單元采集待裝配件3的第一位姿信息。
繼續參照圖2,第一采集單元可以是沿第一方向設置于第一殼體11內部的第一雙目相機13,第二采集單元可以是沿第二方向設置于第二殼體12內部的第二雙目相機14,并且第一方向與第二方向之間具有夾角。需要說明的是,第一方向可以是豎直方向,第二方向可以是水平方向,他們之間的夾角可以是90°。按照圖2所示方位,即沿豎直方向設置的第一雙目相機13與沿水平方向設置的第二雙目相機14呈垂直交叉的方式設置在殼體內部。
進一步參照圖2,第一殼體11設置有與第二雙目相機14對應的第二鏡頭孔111,第二殼體12設置有與第一雙目相機13對應的第一鏡頭孔121,第一雙目相機13的鏡頭可以容納于對應的第一鏡頭孔121中,第二雙目相機14的鏡頭則可以容納于對應的第二鏡頭孔111中,并且該容納可以使采集部1獲得第一位姿信息和第二位姿信息。優選地,第一雙目相機13和第二雙目相機14可以選用同樣型號的雙目相機,并且第一雙目相機13和第二雙目相機14可以采用背對背的設置形式,即第一雙目相機13與第二雙目相機14的安裝方向恰好相反。這樣的設置方式優勢在于,采集部1可以同步測量兩個方向上的位姿信息,并且最大限度的壓縮第一雙目相機13與第二雙目相機14的安裝空間,使采集部1的結構小巧緊湊,以便適用于狹窄空間的測量與裝配。當然,本領域技術人員可以想到的是,第一雙目相機13與第二雙目相機14也可以根據裝配件的不同而選擇不同型號的相機或鏡頭,如根據距離的不同,在距離過近時選擇含有短焦、低畸變的鏡頭等。
需要說明的是,在本優選的實施方式中,第一位姿信息可以是第一雙目相機3所拍攝的圖像,第二位姿信息可以是第二雙目相機14所拍攝的圖像。結果位姿信息可以是基于對上述第一位姿信息和第二位姿信息進行分析處理后得到的相對位姿關系,如齊次變換矩陣等。
進一步參照圖1,待裝配件3上還設置有若干個第一裝配特征31(如兩個輪廓大致為矩形的凸起),對接件4上設置有可以與若干個第一裝配特征31對應的若干個第二裝配特征41(如與前述凸起對應的凹槽),通過第一裝配特征31與第二裝配特征41配合連接(如凸起與凹槽的插合連接),可以完成待裝配件3與對接件4的裝配。按照圖1所示方位,第一雙目相機13可以用于采集至少一個第一裝配特征31的第一位姿信息,第二雙目相機14可以用于采集至少一個第二裝配特征41的第二位姿信息。此時,第一位姿信息可以是第一雙目相機13獲取的含有第一裝配特征31的特征點的圖像,第二位姿信息可以是第二雙目相機14獲取的含有第二裝配特征41的特征點的圖像。需要說明的是,特征點是雙目相機從獲取的圖像中提取出來的若干個特殊點,如特征點可以是裝配特征的外緣交點,舉例而言,特征點可以是第一裝配特征31的矩形凸起的各邊所形成的交點,也可以是第二裝配特征41的矩形凹槽的槽底各邊所形成的交點等。優選地,在本實施方式中,特征點的個數為四個,即矩形凹槽的槽底各邊所形成的四個交點。當然,特征點的個數可以隨裝配特征的形狀的改變而變化,如當第一裝配特征31為截面為三角形的凸起時,特征點的個數可以為三個。
如圖2所示,本發明的采集部1還可以包括輔助定位裝置15,該裝置可以用于確定采集部1相對于待裝配件3和對接件4的方位。進一步地,輔助定位裝置15包括陀螺儀和加速度計。其中,陀螺儀用于校正雙目相機在獲取圖像時因為方位不同而造成的裝配特征在圖像中的坐標軸變化,如通過對陀螺儀采集的角速度進行積分得出的角度變化量,定義圖像中裝配特征的坐標系,計算采集部1的旋轉角度并判斷采集部1是否翻轉,并且在翻轉或旋轉的情況下保證定義的坐標系不變。加速度計用于在待裝配件3上含有若干個時第一裝配特征31以及對接件4上含有若干個第二裝配特征41時,判斷雙目相機獲取的圖像中的裝配特征與若干裝配特征的對應關系,如通過對加速度計采集的數據進行二次積分計算出采集部1位移變化,判斷圖像中的裝配特征所在位置,從而調用不同的坐標轉換程序計算當前裝配特征的位姿關系。優選地,輔助定位裝置15可以設置在第二殼體12上,當然,本領域技術人員可以想到的是,輔助定位裝置15的設置位置并非固定不變,也可以設置在第一殼體11上。
如前所述,基于雙目視覺的裝配系統主要包括第一殼體11和第二殼體12,第一殼體11上設置有第一雙目相機13,第二殼體12上設置有第二雙目相機14,并且第一雙目相機13與第二雙目相機14采用背對背的方式垂直交叉設置,該設置方式可以使得采集部1同步采集位于采集部1兩側的第一裝配特征31的第一位姿信息和第二裝配特征41的第二位姿信息。采集部1上還設置有可以輔助采集部1進行定位的陀螺儀和加速度計。并且,由于第一雙目相機13與第二雙目相機14采用背對背的、十字交叉的方式設置,這樣的設置方式能夠最大限度的壓縮雙目相機的安裝空間,使得裝置小巧緊湊,更適用于狹窄空間的位姿信息測量。
如圖3所示,本發明的還提供了一種基于雙目視覺的裝配系統的裝配方法,該裝配方法主要包括如下步驟:
S100、將采集部1置于初始位置,并對采集部1進行初始化。如初始位置可以是執行機構2的零點位置,初始化可以是在執行機構2的零點位置對第一雙目相機13和第二雙目相機14進行數據的清零等操作。
S200、移動采集部1至待裝配件3與對接件4之間,同步采集待裝配件3的第一位姿信息以及對接件4的第二位姿信息。如人工移動采集部1至待裝配件3與對接件4之間,第一雙目相機13采集待裝配件3的第一位姿信息,同時第二雙目相機14采集對接件4的第二位姿信息。
S300、數據運算單元基于第一位姿信息和第二位姿信息,計算出待裝配件3與對接件4之間的結果位姿信息。如在同一基準的基礎上,計算出待裝配件3與對接件4之間的位姿關系。
S400、基于該結果位姿信息,執行機構2將待裝配件3安裝至對接件4。也就是說,在待裝配件3與對接件4之間的位置關系可以確定的情形下,數據處理單元通過向執行機構2發送相應的指令,進而使待裝配件3的第一裝配特征31可靠地匹配至對接件4的第二裝配特征41。
需要說明的是,在本優選的實施方式中,為方便說明,可以定義如下坐標系:基于陀螺儀的坐標系為慣性坐標系。基于雙目相機的坐標系為相機坐標系,以及基于執行機構2零點的坐標系為世界坐標系。
為了獲得準確的測量數據,在步驟S100之前,需要對第一雙目相機13和第二雙目相機14進行標定,獲取第一雙目相機13和第二雙目相機14之間的相對位姿關系。獲得相對位姿關系可以采用如下方法:
如圖4所示,選用兩塊相同的標定板5并以水平對稱的方式排布,并且垂直于兩塊標定板5的中心點的軸線共線,采集部1放置于兩標定板5之間的軸線的中點處進行標定。雙目相機通過多次轉換姿態拍攝標定板5,以便得到精確的內、外參數。以圖4中左邊的標定板為基準建立坐標系(O,X,Y,Z),坐標系原點O與左標定板的中心點重合,則兩塊標定板5之間的相對坐標關系為:[0,0,TZ,180,0,0],其中前三個參數值0,0,TZ分別為X軸、Y軸、Z軸的位移量,TZ為兩塊標定板中心的距離,后三個參數值180,0,0為X軸、Y軸、Z軸的旋轉角度。引入齊次坐標后表示為:
通過標定可分別得出第一雙目相機13和第二雙目相機14的內、外參數。如內參數可以獲取相機的焦距f、尺度因子SX,SY,圖像中心坐標(u,v),以及畸變參數K。通過同時拍攝的標定板圖像可以分別計算出左標定板相對于對應的第一雙目相機13的齊次變換矩陣Ccaltab1-cams1、右標定板相對于對應的第二雙目相機14的齊次變換矩陣Ccaltab2-cams2,最終求出第一雙目相機13與第二雙目相機14的相機坐標系之間的相對位姿關系(齊次變換矩陣),即公式(1)
公式(1)中,R、T分別為第一雙目相機13相對于第二雙目相機14的旋轉矩陣和平移矩陣。可以看出,其中R為3×3的旋轉矩陣,T為3×1的平移矩陣。
如圖1和圖3所示,在獲取相對位姿關系后,步驟S100中,將采集部1放置于初始位置,并進行初始化操作。初始位置可以是執行機構2的零點位置。參照圖1,可以將采集部1放置于執行機構2的零點上,初始化第一雙目相機13、第二雙目相機14、陀螺儀以及加速度計,并將執行機構2的零點設置為陀螺儀和加速度計的零點。初始化結束后,陀螺儀、加速度計開始實時傳輸數據。
在初始化結束后,步驟S200中,將采集部1移動到采集位置,即待裝配件3與對接件4之間的位置,并將第一雙目相機13和第二雙目相機14的鏡頭分別對準第一裝配特征31和與該第一裝配特征31對應的第二裝配特征41進行位姿信息和參數的采集。其中,移動方式可以是人工移動,當然也可以是其他可以將采集部1移動到待裝配件3與對接件4之間的任何方式。
進一步參照圖1,以第一裝配特征31(截面大致為矩形的凸起)和對應的第二裝配特征41(截面大致為矩形的凹槽)各有兩個為例,步驟S200的采集過程可以是:測試人員手動將采集部1從初始位置快速拿起并移動至待裝配件3和對接件4之間,將第一雙目相機13和第二雙目相機14的鏡頭分別對準一個第一裝配特征31和對應的第二裝配特征41并發送同步數據采集信號,如發送同步數據采集信號可以是從初始位置拿起采集部1三秒后進行同步采集,或者在殼體上設置有啟動按鈕,按下啟動按鈕后開始同步采集等。第一雙目相機13和第二雙目相機14分別對第一裝配特征31和第二裝配特征41進行同步圖像采集,同時陀螺儀和加速度計進行參數的采集,也就是說采集部1采集的每組圖像(至少包括第一雙目相機13采集的圖像和第二雙目相機14采集的圖像)均對應著一組陀螺儀和加速度計的數據:
采集完一組圖像和數據之后,測試人員可以不斷變換采集部1的方位(如旋轉一定角度),每變換一種方位采集部1采集該方位下的一組或多組的圖像和數據。直至數據處理單元對采集的數據處理結束后發出測量成功的信號,停止采集。
在采集的過程中,測試人員可以從任意角度拍攝,設置于采集部1內部的輔助定位裝15置可以輔助采確定采集部1相對于待裝配件3和對接件4的方位。輔助定位裝置包括陀螺儀加速度計,通過對陀螺儀采集的角速度進行積分得出的角度變化量,定義圖像中裝配特征的坐標系,計算采集部1的旋轉角度并判斷采集部1是否翻轉,并且保證在翻轉或旋轉的情況下定義的坐標系與未翻轉或旋轉的情況下定義的坐標系相對應。通過對加速度計采集的數據進行二次積分計算出慣性坐標系相對于世界坐標系的位移變化,判斷圖像中的裝配特征所在位置,從而調用不同的坐標轉換程序計算當前裝配特征的位姿關系。需要說明的是,通過陀螺儀為圖像中的裝配特征定義坐標系后,在有若干個裝配特征的情況下,不同的裝配特征相對于世界坐標系的位移量是不同的,坐標轉換程序也是不同的,需要根據加速度計判斷出的裝配特征來選擇不同的坐標轉換程序。如具體變換方法可以如下:
a)采集部1左右翻轉時(大致為調轉,即兩組雙目相機的拍攝方向對調),根據陀螺儀數據計算其累積姿態,當計算結果檢測出慣性坐標系z軸方向翻轉時,自動調換兩組雙目相機檢測程序。
b)采集部1旋轉(大致為自轉,即兩組雙目相機采集的裝配特征保持不變,雙目相機所處的角度有所改變)時,裝配特征在圖像中坐標系方向無法確定,這時通過比較陀螺儀當前姿態和期望姿態,如果陀螺儀x軸、y軸繞z軸旋轉了一定的角度,則裝配特征在圖像中的定義坐標系的方向需要跟隨著改變。
c)采集部1拍攝的第一裝配特征31和第二裝配特征41不對應時(大致為平移,即在既不自轉也不調轉的情形下,在平行于待裝配件3和對接件之間的平面上移動),因為兩個不對應的裝配特征均是關于表面中心點(如待裝配件3的兩個第一裝配特征31連線的中點)的平移,通過加速度計相對于初始位置的位移變化判斷拍攝的位置,將第一裝配特征31與第二裝配特征41對應起來。
在步驟S300中,采集部1輸出采集到的一組圖像和參數至數據處理單元,數據處理單元實時處理接收到的圖像和參數,并計算出結果位姿信息。在本發明的可能實施方式中,結果位姿信息可以是第一裝配特征31的中心點與第二裝配特征41的中心點的位姿轉換矩陣。
例如,按照圖1所示方位,第一裝配特征31的中心點可以是第一裝配特征31(輪廓大致為矩形的凸起)的右側面的特征點的對角線交點,第二裝配特征41的中心點可以是第二裝配特征41(輪廓大致為矩形的凹槽)與矩形凸起的右側面的安裝對應面的對角線交點。
對任一組接收到的圖像和參數,數據處理單元的實時處理過程可以為:
數據處理單元首先對兩幅圖像進行預處理,然后采用NCC模板匹配確定相機拍攝的裝配特征在圖像中的大致位置,劃定感興趣區域;檢測特征點,進行特征點匹配。通過四個特征點確定一個平面,綜合雙目相機的內、外參數求算出第一裝配特征31的中心點相對于對應的第一雙目相機13的齊次變換矩陣Cobj-cams1,即:
同理,可以計算出第二裝配特征41的中心點相對于對應的第二雙目相機14齊次變換矩陣Cdst-cams2,即:
最后,綜合第一雙目相機13與第二雙目相機14的齊次變換矩陣,按照公式(2)計算出第一裝配特征31的中心點到第二裝配特征41的中心點的齊次變換矩陣,也就是待裝配件3和對接件4的結果位姿信息,即
在計算出待裝配件3與對接件4的相對位姿關系之后,在步驟S400中,進一步地,為了獲得更精準的結果位姿信息,還可以重復采集若干次位姿信息,并對每次采集的位姿信息進行結果位姿信息的計算,并選取計算出的所有結果位姿信息中的最優值輸出給執行機構2。優選地,可以重復采集五次位姿信息,并計算最優值。當然,采集位姿信息的次數并非一成不變,本領域技術人員可以根據實際情況進行調整。
以采集五次位姿信息為例,將最終的齊次變換矩陣Cobj-dst轉化為3個位移參數[x,y,z]和3個角度參數[α,β,γ]。計算6個參數各自的平均值μ,根據平均值μ計算標準差σ,并按照公式(3)求取五次綜合的標準差集σm,即:
公式(3)中,m=1,2...5,N=xm,ym,zm,αm,βm,γm。
選取最小標準差σm所對應的結果位姿信息作為最終輸出的結果,發送至執行機構2,執行機構2(如執行機構2的控制單元)基于結果位姿信息計算出執行機構2的安裝運動軌跡,并最終將待裝配件3安裝至對接件4。
上述優選的實施方式,基于雙目視覺的裝配系統主要包括采集部1、數據處理單元以及執行機構2。采集部1主要包括殼體以及設置于殼體內的第一雙目相機13和第二雙目相機14,第一雙目相機13與第二雙目相機14采用背對背的方式設置,該設置方式可以使得采集部1同時測量第一裝配特征31與第二裝配特征41的位姿信息。本發明還提供了一種利用此采集部1的裝配方法,通過采集第一裝配特征31的中心點與第二裝配特征41的中心點的位姿信息,可以計算出第一裝配特征31的中心點與對應的第一雙目相機13的相對位姿關系,同理,還可計算出第二裝配特征41的中心點與對應的第二雙目相機14的相對位姿關系,進一步綜合第一雙目相機13與第二雙目相機14的相對位姿關系,最終可計算出第一裝配特征31與第二裝配特征41的相對位姿關系,即待裝配件3與對接件4的結果位姿信息,基于結果位姿信息,執行機構2可以將待裝配件3安裝至對接件4。由于第一雙目相機13與第二雙目相機14采用背對背的、十字交叉的方式設置,這樣的設置方式能夠最大限度的壓縮雙目相機的安裝空間,使得裝置結構緊湊,使用方便,適用于狹窄空間的位姿信息的測量,尤其適用于多個不同方向位姿的同時測量。
至此,已經結合附圖所示的優選實施方式描述了本發明的技術方案,但是,本領域技術人員容易理解的是,本發明的保護范圍顯然不局限于這些具體實施方式。在不偏離本發明的原理的前提下,本領域技術人員可以對相關技術特征作出等同的更改或替換,這些更改或替換之后的技術方案都將落入本發明的保護范圍之內。