手眼标定(基于四轴)实现对物料抓取
项目背景:需要对放在料盘里的机顶盒实现准确抓取,并放置在附件的治具里面,整个项目需要实现抓取和放置两部分,原理都是相似的。本文主要介绍物料抓取的过程。
实验条件:6轴机械臂(实际只用4轴xyzRz) 动态和静态相机 平面标定靶
方法限定:对于统一规格大小 高度一致的情况,没必要采用3D相机,只需在一定平面高度进行抓取,故仅用四轴可以实现功能。
流程思路:
- 标动态相机(标定阶段)
标定靶放置在被抓取平面,改变机械臂位姿使其不同位姿下拍摄标定靶。至少两个闭环约束解得两个恒定的未知数,即获取到ToolINMcamera, BaseINbeGraber。目的是在抓取阶段定位被抓取点,抓取点通过图像识别确定(也可以按照CAD图纸比例来获取),得到坐标(X0,Y0),根据以上关系乘以外参乘以ToolINMcamera乘以BaseINTool。得到基坐标到被抓取点时间物理坐标。(思考:标定好了。抓取时候没有标定靶,外参是怎么求取?依靠Mark点?) - 标静态相机(标定阶段)
静态相机包含两个阶段:1.拍摄标定靶,标定靶位置放置法兰前端,移动机械臂,不同姿态下获取拍摄。至少两个闭环约束解得两个恒定的未知数,即获取到ToolINObject, BaseINScamera。这里主要利用BaseINScamera为下一阶段作准备。1.拍摄夹取,目的定抓取的点(X1,Y1),机械臂任意位置,只需要一次移动,得到一个闭环,求出ToolINGraber的关系。根据单个闭环关系,抓取点乘以ToolINGraber乘以以BaseINTool。得到基坐标到抓取点时间物理坐标。 - 获取移动坐标(抓取阶段)
抓取的时候,需要两个相机。机顶盒放置动态相机视野范围了。夹具在静态相机视野类。动态相机拍摄,定位被抓取坐标,映射转换,得到BaseINbeGraber;静态相机得BaseINScamera。抓取时候二者接触,BaseINScamera==BaseINbeGraber成立。而所求是在该条件成立情况下机械臂应该移动多少?
故有BaseINTool=ToolINGraber*BaseINbeBeGrabe
总结:
1.相机在这里的作用本质来讲是引入一个确定的参量来约束求解其他量的一个工具,因为引入的外参容易求得。
2.调整各种姿态拍摄也是增加约束来求未知量。
3.理解AX=XB的含义。
4.标定的一个结果就是在整个机械臂移动过程中,固有的刚体间的关系都是可以求得出来的。所以在测量阶段,依靠相机获取外参,即可获得任意阶段的位姿信息。