四机械制造四唐君萍,等四一种相机与数控运动机构间位姿关系的标定技术
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作者简介:唐君萍(1991-),男,湖南永州人,硕士研究生,研究方向:机器视觉检测三
一种相机与数控运动机构间位姿关系的标定技术
唐君萍,夷宏明,张丽艳
(南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016)
摘一要:将视觉检测技术与数控运动机构相结合,利用数控运动机构带动视觉成像系统做精确可控的运动可以有效弥补视觉成像系统检测范围有限的问题,且兼具高精度二高效率二非接触二自动化程度高等优点三就相机与数控运动机构间位姿关系的标定进行了研究,给出了一种适合工程应用的标定方法三
关键词:视觉检测;位姿标定;标定板
中图分类号:TH122一一文献标志码:B一一文章编号:1671-5276(2016)04-0044-04
Calibration Method for Pose Relationship Between Camera and Multi -axis CNC Equipment
TANG Junping,YI Hongming,ZHANG Liyan
(College of Mechanical and Electrical Engineering ,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics ,Nanjing 210016,China )
Abstract :A visual sensor is combined with a multi -axis CNC equipment to make a precise measurement by the movable multi -axis
CNC equipment with the visual sensor ,the limitation of inspection range of simple visual detection methods can be overcome.by this measuring technique with high precision ,high efficiency ,non -contact and high automaticity.The method used to calibrate the pose relationship between the camera and the multi -axis CNC equipment is proposed in this paper and this method is suitable for engi-neering applications.
Keywords :vision inspection ;pose calibration ;calibration target
0一引言
随着视觉测量理论和技术的快速发展,以CCD 相机作为主要传感器件的工业视觉测量越来越显示出独特的技术优势和广阔的发展空间三视觉检测技术具有使用方便快捷二精度稳定可靠二便于进行多要素的综合检测等特点,各种以数字图像为信息源的数字化视觉检测方法不断涌现
[1-2]
三
但是对于一些大型二复杂工件的检测任务,单纯的视觉检测方法受视场二景深的限制而难以胜任三将视觉检测技术与数控运动机构相结合,利用数控运动机构带动视觉成像系统做精确可控的运动可以有效弥补视觉成像系统检测范围有限的问题,兼具高精度二高效率二非接触等优点,而且测量范围灵活,自动化程度高,近年来得到了国际学术界和工程界的高度重视,并正在形成制造质量检测的新的技术增长点[3-4]三
将成像系统安装在运动机构的运动末端上去完成特
定的任务,除了需要对成像系统的成像参数进行标定以外,还需要确定两者间的位置关系三求解这个关系可以归于手眼标定的问题三常用的手眼标定的基本思路是控制运动机构(通常是机器人手臂),至少在3个不同的位置观察空间,一个已知的标定板,最终转化为方程组AX =XB 的求解问题[5]三这一过程比较繁琐,求取过程对数学计算的要求较高[6],并且需要已知相机成像参数三为此,设计了可装夹找正的标定板,通过数控运动机构自身的接触
式测头测得运动机构坐标系相对于标定板的位置关系,并通过一次标定过程即可获得相机成像参数及相机相对于运动末端的位置关系三
1一系统组成
本文搭建的实验平台如图1所示,采用的数控运动机构为五轴数控机床Mikron UCP710三为了使相机相对工作台(装夹检测零件)具有5个运动自由度,将相机安装在机床主轴上,并在使用时将主轴锁定,防止其转动三因此一旦安装好后,相机与机床主轴间的关系就固定不变,这时运动末端即为机床的主轴,需要标定的是相机与机床主轴间的位姿关系
三
图1一系统结构图
四
44四万方数据