(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210999199.8 (22)申请日 2022.08.19 (71)申请人 苏州瑞威盛科技有限公司 地址 215000 江苏省苏州市工业园区金鸡 湖大道1355号国际科技园二期E区 101-17 (72)发明人 熊雪晖　白立旺　徐涛　 (74)专利代理 机构 苏州国诚专利代理有限公司 32293 专利代理师 胡伟 (51)Int.Cl. G06T 7/73(2017.01) G06T 7/80(2017.01) G06T 1/00(2006.01) B23K 26/21(2014.01)B23K 26/70(2014.01) (54)发明名称 一种基于机器视觉的机器人焊接过程中的 坐标系传递方法 (57)摘要 本发明提供一种基于机器视觉的机器人焊 接过程中的坐标系传递方法， 寻址工站通过相机 对目标物体进行拍照， 将目标物体上的标志点姿 态建模得到目标物相对于标志点坐标系的坐标； 目标物坐标系和伺服坐标系的偏移角度使目标 物体坐标系与伺服坐标系对齐； 坐标系统一后的 目标物体以主标志点为原点的坐标并存至数据 库供焊接工站请求数据； 焊接工站通过相机对 标 志点拍照， 目标物体在机器人坐标系下定位； 消 除目标物坐标系和机器人坐标系的偏移角度使 目标物体坐标系与机器人坐标系对齐； 请求寻址 工站目标点坐标数据； 获取振镜、 相机、 机器人联 合标定； 寻址工站目标点坐标转换到焊接工站目 标点坐标； 焊接工站目标点坐标转换到振镜坐标 系下， 目标点定位焊 接。 权利要求书3页 说明书7页 附图5页 CN 115330873 A 2022.11.11 CN 115330873 A 1.一种基于机器视觉的机器人焊接过程中的坐标系传递方法， 其特征在于， 包括以下 步骤， 步骤1， 寻址工站通过伺服机构带动相机对目标物体进行拍照， 利用目标物体上的标志 点对其进行姿态建模得到目标物相对于主标志点坐标系的坐标， 其中， 标志点包括主标志 点和辅标志点； 步骤2， 计算出目标物坐标系和伺服坐标系的偏移角度， 消除该角度使目标物体坐标系 与伺服坐标系对齐； 步骤3， 计算坐标系统一后的目标物体以主标志点为原点的实 际坐标并存至数据库以 供焊接工站请求数据； 步骤4， 焊接工站通过机器人带动相机对标志点进行拍照， 对目标物体在机器人坐标系 下进行定位； 步骤5， 计算出目标物坐标系和机器人坐标系的偏移角度， 消除该角度使目标物体坐标 系与机器人坐标系对齐； 步骤6， 请求 寻址工站目标点 坐标数据； 步骤7， 获取振镜、 相机、 机器人 联合标定； 步骤8， 获得寻址工站目标点与焊接工站目标点转换关系， 将寻址工站目标点坐标转换 到焊接工站目标点 坐标； 步骤9， 将焊接 工站目标点 坐标转换到振镜坐标系下， 进行目标点定位焊接 。 2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的机器人焊接过程中的坐标系传递方法， 其特征在于， 在步骤2中， 计算目标物坐标系与伺服 坐标系偏移角度包括以下步骤， 步骤201， 通过伺服机构将相机移动到主标志点正上方， 记录此时伺服机构坐标， 并拍 照取图， 计算在获取的图片中主标志点的图像坐标； 步骤202， 通过伺服机构将相机移动到辅标志点正上方， 记录此时伺服机构坐标， 并拍 照取图， 计算获取的图片中辅标志点的图像坐标； 步骤203， 通过步骤201至步骤202获得的主、 辅标志点图像坐标及伺服拍照位置坐标， 根据主、 辅标志点连线与主标志点和伺服坐标系同水平方向的两条射线的夹角， 计算出偏 移角度。 3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的机器人焊接过程中的坐标系传递方法， 其特征在于， 在步骤3中， 计算寻址工站坐标系统一后的目标物体的实际坐标包括以下步 骤， 步骤301， 记录相机在主标志点上的伺服 坐标和图像坐标； 步骤302， 记录相机在焊接目标点上的伺服 坐标和图像坐标； 步骤303， 计算焊接目标点和主标志点的距离， 并利用步骤20 3算出的角度修 正该距离 。 4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的机器人焊接过程中的坐标系传递方法， 其特征在于， 在步骤5中， 计算出目标物坐标系和机器人坐标系的偏移角度包括以下步骤， 步骤501， 通过机器人将相机移动到主标志点正上方， 记录此时相机在机器人坐标系下 坐标， 并计算主标志点的图像坐标； 步骤502， 通过机器人将相机移动到辅标志点正上方， 记录此时相机在机器人坐标系下 坐标， 并计算辅标志点的图像坐标；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115330873 A 2步骤503， 通过步骤501和步骤502获得的主、 辅标志点图像坐标及机器人拍照位置坐 标， 根据主、 辅标志 点连线与主标志 点和机器人坐标系同水平方向的两条射线的夹角， 计算 出偏移角度。 5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的机器人焊接过程中的坐标系传递方法， 其特征在于， 在步骤6至步骤9中， 计算焊接目标点在激光器振镜坐标系 下的坐标包括以下 步骤， 步骤S1， 求 寻址工站数据， 得到以主标志点 为坐标系原点的坐标； 步骤S2， 通过机器人和相机之间的变换矩阵计算主标志点在机器人坐标系下的坐标， 计算公式如下： (xC0,yC0)[M1]+(x0,y0)＝(xR0,yR0) 其中(xC0,yC0)为主标志点在相 机图像坐标系下 的坐标值， M1为主标志点所在相 机的变 换矩阵， (x0,y0)为该次拍照相机拍照点所在机器人坐标系下的坐标值， (xR0,yR0)为主标志 点在机器人坐标系下的绝对坐标值； 其中， 变换矩阵M1计算步骤如下 步骤S21， 在确定的拍照 高度打开相机， 在相机视野中心做标记， 记下此时机器人坐标 (X1,Y1)， 图像序号标记为1； 步骤S22， 令机器人沿其X、 Y轴正负方向各移动一定距离， 每到一个位置相机取一次像， 同时记下机器人的坐标以及对应图像序号， 总计8组坐标和图像， 记为(X2,Y2)……(X9,Y9)， 图像序号标记为2 ‑9； 步骤S23， 计算每幅图中的标记点图像坐标， 得到总计9组图像坐标， 记为(R1,C1)…… (R9,C9)； 步骤S24， 用得到的9组图像坐标(R1,C1)至(R9,C9)和9组机器人坐标(X1,Y1)至(X9,Y9)计 算变换矩阵M1， 注意坐标关系， 按照序号 一一对应， 根据计算公式： M1(R1,C1)＝(X1,Y1) 即可得M1； 步骤S3， 在步骤S1和步骤S2的基础上计算出焊接目标点在机器人坐标系下的坐标； 步骤S4， 用振镜坐标系与机器人坐标系9点标定计算出振镜在机器人坐标系下的外参 矩阵； 步骤S5， 利用机器人和相机、 振镜之间外参矩阵， 计算出目标物体与振镜坐标系转换矩 阵； 步骤S6， 利用步骤S5获得的转换矩阵将寻址工站坐标系统一到焊接工站振镜坐标系 下； 步骤S7， 计算焊接 工站振镜坐标系下的目标物体坐标。 计算公式如下： M2(XR,YR)＝(XZ,YZ) 其中(XR,YR)为目标物在机器 人坐标系下的坐标， (XZ,YZ)为目标物在振镜坐标系下的坐 标。 6.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的机器人焊接过程中的坐标系传递方法， 其特征在于， 在步骤S4中， 用振镜坐标系与机器人坐标系9 点标定计算出振镜在机器人坐标权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115330873 A 3