[发明专利]基于虚拟视觉的机器人示教控制方法

说明书

本发明公开了基于虚拟视觉的机器人示教控制方法，包括示教端搭建虚拟示教环境，控制端获取其中的机器人和工件的信息，建模端根据上述信息重建工件三维模型，获取模型的图像并标定工件在相机坐标系下的坐标；控制端响应于其操控子界面的选定和触发指令，获取标定数据和模型的图像，并构建标定数据与机器人坐标的映射，根据模型的图像及映射关系，将工件的位姿从工件坐标系转变到机器人坐标系下；示教端根据转变后的工件的位姿，控制机器人对工件进行夹取，以完成示教。本申请通过交互显示技术来控制和展示机器人的示教过程，降低了示教难度和学习难度，保证了数据的统一性，且使得工件的位姿准确地配准到实际被夹取的位置，提高示教效果。

技术领域

本发明涉及机器人仿真控制技术领域，特别涉及基于虚拟视觉的机器人示教控制方法。

背景技术

ABB机器人具有效率高、柔性好、智能化等特点，因此在工业和服务领域都得到广泛应用。根据任务要求，机器人应用通常需要集成一个或多个末端执行器和工作对象进行交互，并驱使末端执行器按照指定的空间运动轨迹进行运动。末端执行器运动轨迹的生成，是通过机器人示教过程来实现。目前，机器人示教主要包括直接示教、拖动示教以及离线编程三种方法。直接示教、拖动示教的方法较为传统，而离线编程的方法为新兴的方法，能够克服直接示教、拖动示教的方法的缺陷。现有的离线编程的机器人示教方法仍存在如下缺陷：

①离线编程的示教方法通常以源代码的方法呈现机器人动作，示教动作不够直观，不利于学习者进行学习；

②目前的示教教学通常通过视觉识别软件识别处于工件坐标系下的工件，并将识别到的工件坐标直接提供给机器人来实现工件夹取。首先，现有的视觉识别过程存在透视的缺陷，这导致识别到的坐标值与实际值存在偏差的问题；其次，机器人的操作基准坐标系为关节坐标系或工具坐标系，视觉识别软件的坐标系为相机坐标系，两者的基准坐标系不同，这导致机器人所得到的工件的坐标数据也存在偏差，所得到的工件坐标数据与其实际夹取的坐标位置不同。由于工件的三维模型以及其与机器人的相对位姿的准确与否将影响示教效果，若无法将工件处于工件坐标系下的位置配准到实际需要夹取的位置，将会使得机器人的工件夹取操作出现操作误差，机器人无法根据预设的编程来完成工件的夹取，进而无法达到预期的示教效果。

③进行示教时，通常需要用户在终端同时打开机器人仿真软件、编程软件等多个软件，这容易加重终端的负载，导致终端的运行效率较低，严重则会导致终端宕机。另外，参与示教的多个软件间并不进行数据交互和映射，在用户操作多个软件时，容易出现数据错误或错乱的情况，进而影响示教效果。

④对于初学者而言，机器人仿真软件、三维建模软件、编程软件等多个软件的操作难度较大，容易出现初学者有操作不熟练或者不会操作等问题。这无疑会加重示教者的示教难度和示教负担，同时也会增加学习者学习机器人的操控的难度，不利于学习者快速上手进行机器人的操作和控制。

以上技术问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的是提供基于虚拟视觉的机器人示教控制方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

本发明解决其技术问题的解决方案是：第一方面，本申请提供基于虚拟视觉的机器人示教控制方法，包括如下步骤：

搭建虚拟示教环境，所述虚拟示教环境中布置有虚拟平台和虚拟机器人，随机生成多个虚拟工件并将所述虚拟工件放置于所述虚拟平台上；

获取由控制端发送的第二坐标信息，根据所述第二坐标信息控制所述虚拟机器人抓取放置在所述虚拟平台上的虚拟工件，进行仿真示教。

第二方面，本申请提供基于虚拟视觉的机器人示教控制方法，包括如下步骤：

获取由控制端发送的所述虚拟工件的位姿信息，构建与虚拟工件匹配的三维透视模型，并根据所述位姿信息调整所述三维透视模型的位姿；