一种基于视觉识别定位的机械臂导航方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114227674A(43)申请公布日2022.03.25(21)申请号202111492837.9(22)申请日2021.12.08(71)申请人广东天凛高新科技有限公司地址511300广东省广州市增城区新塘镇塘美村大塱(厂房C7)五楼自编3号(72)发明人于尧臣(74)专利代理机构广州慧宇中诚知识产权代理事务所(普通合伙)44433代理人胡燕(51)Int.Cl.B25J9/16(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种基于视觉识别定位的机械臂导航方法(57)摘要本发明提供一种基于视觉识别定位的机械臂导航方法，包括以下步骤：调整机械臂至机械臂端部与目标位置所在的最外侧竖直平面平行；视觉识别模块识别目标位置中心点的二维坐标；以机械臂端部初始位置作为原点，建立平面坐标轴，以摄像头视距范围的中心点作为基准点；根据目标位置中心点的坐标与原点的坐标的坐标偏移量，得到目标物体的二维坐标；调整机械臂端部至基准点坐标与目标位置中心点的二维坐标相同；通过测距模块获取机械臂端部与目标位置的距离；控制模块驱动机械臂前进前述获得的距离，使得机械臂到达目标位置；本发明能够使得建筑机器人的机械臂能够在三维坐标上实现识别定位及导航，使得机械臂能够移动至特定的位置。CN114227674ACN114227674A权利要求书1/2页1.一种基于视觉识别定位的机械臂导航方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、调整机械臂至机械臂端部与目标位置所在的最外侧竖直平面平行；S2、视觉识别模块识别目标位置中心点的二维坐标；其中，以机械臂端部初始位置作为原点，建立平面坐标轴，以摄像头视距范围的中心点作为基准点；根据目标位置中心点的坐标与原点的坐标（0，0）的坐标偏移量，得到目标物体的二维坐标（X1，Y1）；基准点坐标为（X2，Y2）；S3、调整机械臂端部至基准点坐标与目标位置中心点的二维坐标相同；S4、通过测距模块获取机械臂端部与目标位置的距离Z2；S5、控制模块驱动机械臂前进Z2距离，使得机械臂到达目标位置。2.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别定位的机械臂导航方法，其特征在于：在步骤S1中，通过倾角传感器测量与重力垂直方向的角度，从而获得水平的角度，控制模块以水平的角度为基准，来判断倾角传感器反馈角度的正负，从而调整机械臂端部的倾斜角度，直到倾角传感器反馈的角度与重力方向平行，机械臂的端部为竖直的平面，此时机械臂端部所在的竖直平面与目标位置所在的最外侧竖直平面平行。3.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别定位的机械臂导航方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括：控制模块根据目标位置中心点的坐标（X1，Y1）与基准点坐标（X2，Y2）的坐标偏移量，与坐标实际距离比d求商，得出机械臂在x轴、y轴的移动量；控制模块根据反馈的移动量以及移动方向，驱动机械臂进行移动，使基准点坐标（X2，Y2）与目标物体二维坐标(X1，Y1)相等。4.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别定位的机械臂导航方法，其特征在于：在步骤S3中，具体还包括：S3.1、获取机械臂移动至目标位置中心点时，在x轴上的移动距离为L1和在y轴上的移动距离为L2；坐标值与坐标实际距离比为d；其中，L1=d·X1；L2=d·Y1；S3.2、机械臂水平移动速度为V1，机械臂竖直移动速度为V2；机械臂移动至目标位置中心点时，在x轴所需的移动时间为L1/V1；在y轴上所需的移动时间为L2/V2；S3.3、机械臂根据控制模块反馈的x轴移动方向，移动L1/V1秒后停止动作；机械臂根据控制模块反馈的y轴移动方向，移动L2/V2秒后停止动作。5.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别定位的机械臂导航方法，其特征在于：在步骤S4中，具体包括：当机械臂二维坐标与目标位置二维坐标相等时，通过测距模块获取机械臂端部与目标位置中心点的实际距离Z2；建立三维坐标系，以机械臂在步骤S3中的二维坐标原点作为三维坐标系中的x轴和y轴的原点，与机械臂当前位置的中心为三维坐标系中的z轴原点；根据距离Z2与坐标实际距离比的乘积，得到目标位置中心点在z轴上的坐标Z1，进而得到目标位置的三维坐标（X1，Y1，Z1）。6.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别定位的机械臂导航方法，其特征在于：在步骤S5中，具体包括：机械臂前进移动速度为V3；前进移动时间为Z1/V3；机械臂前进移动Z1/V3秒后停止动作。7.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别定位的机械臂导航方法，其特征在于：在步骤S4中，若目标位置中心点为中空，在目标位置中心点的一侧设置反射件。2CN114227674A权利要求书2/2页8.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别定位的机械臂导航方法，其特征在于：