專利名稱：視覺機(jī)器人離線編程方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，屬于半導(dǎo)體自動(dòng)化加工領(lǐng)域的設(shè)備，尤其涉及一種能實(shí)現(xiàn)離線生成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的作業(yè)程序的視覺機(jī)器人離線編程方法和視覺機(jī)器人離線編程系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
人類進(jìn)入21世紀(jì)，科技高速發(fā)展，已經(jīng)開始積極的向地球外的領(lǐng)域開拓，開發(fā)太空和利用空間的能力已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力和大國(guó)地位的重要特征。機(jī)器人正逐漸成為未來開發(fā)太空的一種重要手段。遙控操作時(shí)機(jī)器人的一種重要控制方式，用遙控操作機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)能提高作業(yè)的安全性以及經(jīng)濟(jì)性。目前，幾乎所有的機(jī)器人操作平臺(tái)都具有視覺系統(tǒng)，視覺系統(tǒng)也是實(shí)際操作過程中取得機(jī)器人運(yùn)作信息的重要途徑。但現(xiàn)有機(jī)器人的操作平臺(tái)采用的視覺系統(tǒng)缺乏主動(dòng)視覺功能，從而還需要人工的調(diào)整，重新搜索目標(biāo)物，效果還不好，不能最大限度的發(fā)揮視覺系統(tǒng)的作用。此外，現(xiàn)有的視覺系統(tǒng)僅具有單目視覺，其視野有限，不能精確定位，從而限制了視覺系統(tǒng)的應(yīng)用，不利于操作任務(wù)的順利完成。在專利號(hào)為CN101152717A的名稱為“一種用于離線生成機(jī)器人切割作業(yè)程序的方法”中，該專利利用相配套開發(fā)的離線編程軟件讀取待加工工件的圖形文件，自動(dòng)編程直接生成切割機(jī)器人的控制程序。該技術(shù)方案利用已有的成熟的三維制圖軟件CAD構(gòu)造工件的幾何圖形，并在圖形中利用給線著色的方式對(duì)待加工部位進(jìn)行標(biāo)識(shí)，運(yùn)行離線編程軟件讀取圖形的IGS文件生成機(jī)器人的控制程序，傳送至機(jī)器人后完成切割作業(yè)。該方法應(yīng)用讀取含有加工信息的工件的CAD圖形的方法來直接生成完整的可用于生成加工的機(jī)器人的作業(yè)程序。但是，該技術(shù)方案中，根據(jù)生成的CAD圖，需要被機(jī)器人加工的部位要用顏色線標(biāo)識(shí)出，而且需用約定好的不同的顏色標(biāo)識(shí)出來，這樣明顯增加了工作量，而且精確度不夠聞。在專利號(hào)為CN101698299A名稱為“一種用于氣浮機(jī)械臂遙操作的三目視覺裝置”的專利中，本專利根據(jù)三目視覺攝像頭中三個(gè)攝像頭的相對(duì)位置關(guān)系和目標(biāo)物體在三個(gè)攝像頭圖像界面中的位置坐標(biāo)，計(jì)算出目標(biāo)物體到三目視覺攝像頭重主攝像頭得深度信息，從而提供給遙操作人員進(jìn)行輔助決策。本技術(shù)方案，不對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行精確定位。集成電路(IC)是電子信息產(chǎn)業(yè)的核心，是推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化發(fā)展的最主要的高新技術(shù)之一，一個(gè)國(guó)家半導(dǎo)體行業(yè)的先進(jìn)程度顯示了這個(gè)國(guó)家高新技術(shù)的先進(jìn)程度。潔凈機(jī)器人是用于半導(dǎo)體生產(chǎn)中負(fù)責(zé)在不同的生產(chǎn)工序中搬運(yùn)晶圓的任務(wù)，像日本、韓國(guó)和臺(tái)灣等半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)在20世紀(jì)八九十年代研發(fā)了自己的IC機(jī)器人。國(guó)家在十五“863”計(jì)劃中，將集成電路制造裝備列入了重大專項(xiàng)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)我國(guó)集成電路制造裝備的局部突破和IC裝備產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。在晶圓自動(dòng)化生產(chǎn)線上，晶圓托盤一般放置在機(jī)器人機(jī)械手臂的末端，由機(jī)器人去完成晶圓的傳輸。傳統(tǒng)的機(jī)器人作業(yè)程序的生成是車間現(xiàn)場(chǎng)由操作人員一邊操縱機(jī)器人在工件表面示教特征點(diǎn)，一邊在示教編程器上編制程序的方法完成。傳統(tǒng)的示教方法由于需要較多的人的參與，即使操作者有較高的技能也會(huì)有不同程度的誤差存在。如選點(diǎn)是否合理、示教點(diǎn)的準(zhǔn)確與否、工具與工件的夾角是否準(zhǔn)確等問題都可能導(dǎo)致實(shí)際工件加工時(shí)產(chǎn)生較大的誤差。另外，工件越復(fù)雜，需要示教點(diǎn)就越多，往往在示教程序時(shí)就需要投入較多的時(shí)間，導(dǎo)致機(jī)器人的使用效率不夠高?？傊@種示教方式存在諸多的缺點(diǎn):1、機(jī)器人在示教過程中不能工作，影響工作效率；2、示教過程中需要工作人員在機(jī)器人附近進(jìn)行引導(dǎo)，而潔凈機(jī)器人是需要工作在一定潔凈度等級(jí)的潔凈環(huán)境中，工作人員的進(jìn)入會(huì)在一定程度上給潔凈室?guī)砦廴荆?、工作人員在對(duì)機(jī)器人示教的過程中，若出現(xiàn)失誤會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人手臂與人發(fā)生碰撞，給機(jī)器人結(jié)構(gòu)和工作人員帶來傷害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行離線編程的方法，通過該機(jī)器人，自動(dòng)完成晶圓傳輸?shù)裙ぷ?，減少了人工的介入，避免了工作人員給潔凈室等帶來一定程度的污染等。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是提供一種視覺機(jī)器人離線編程方法，包括以下步驟:SlOO:設(shè)定機(jī)器人各軸的旋轉(zhuǎn)角度作為運(yùn)動(dòng)的約束條件；S200:應(yīng)用攝像機(jī)采集目標(biāo)圖像；S300:應(yīng)用采集的圖像，提取目標(biāo)的邊緣和頂點(diǎn)信息；S400:應(yīng)用目標(biāo)的邊緣和頂點(diǎn)信息構(gòu)建目標(biāo)的三維模型；S500:應(yīng)用目標(biāo)的三維模型生成目標(biāo)模型的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；S600:機(jī)器人獲取晶圓片的存放位置的坐標(biāo)信息；S700:依據(jù)存放位置的坐標(biāo)信息以及點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)器人電機(jī)相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并存儲(chǔ)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。具體的，步驟S300中，提取目標(biāo)的邊緣信息的方法包括:S311:制作橫向差分模板；S312:對(duì)差分模板濾波；S313:檢測(cè)圖像中各像素點(diǎn)的八鄰域點(diǎn)的值是否滿足角點(diǎn)條件，若滿足角點(diǎn)條件，則保留；若不滿足，則剔除掉；S314:計(jì)算角點(diǎn)響應(yīng)函數(shù)值；S315:應(yīng)用角點(diǎn)響應(yīng)函數(shù)值對(duì)保留下的角點(diǎn)值再次進(jìn)行檢測(cè)，剔除掉非角點(diǎn)像素點(diǎn)，從而取得目標(biāo)的邊緣信息。在一改進(jìn)的方案中，提取邊緣信息采用的是Priwitt邊緣檢測(cè)算法。具體的，步驟S300中，提取目標(biāo)的頂點(diǎn)信息的方法包括:S321:對(duì)圖像的角點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)；S322:對(duì)圖像像素坐標(biāo)和世界坐標(biāo)做歸一化處理；S323:獲取攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)以及外參數(shù)值；S324:優(yōu)化攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)以及外參數(shù)值，從而取得目標(biāo)的頂點(diǎn)信息。在一改進(jìn)的方案中，提取目標(biāo)的頂點(diǎn)信息采用的是Harris角點(diǎn)檢測(cè)方法。
具體的，所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡文件包括運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位移以及運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的方向。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是提供一種視覺機(jī)器人離線編程系統(tǒng)，包括操作單元、攝像單元、轉(zhuǎn)換單元、圖像編輯單元、圖像處理單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元、位移分析單元以及運(yùn)動(dòng)分析單元；所述操作單元用于設(shè)定機(jī)器人各軸的旋轉(zhuǎn)角度作為運(yùn)動(dòng)的約束條件，即；所述攝像單元用于采集目標(biāo)的圖像；所述轉(zhuǎn)換單元將采集的目標(biāo)圖像轉(zhuǎn)為數(shù)字圖像，并提取目標(biāo)的邊緣和頂點(diǎn)信息；所述圖像處理單元用于應(yīng)用目標(biāo)的邊緣和頂點(diǎn)信息構(gòu)建目標(biāo)的三維模型；所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元用于生成目標(biāo)模型的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；所述位移分析單元用于獲取晶圓片的存放位置的坐標(biāo)信息；所述運(yùn)動(dòng)分析單元用于依據(jù)存放位置的坐標(biāo)信息以及點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)器人電機(jī)相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并存儲(chǔ)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。其中，所述攝像單元包括多個(gè)攝像機(jī)、相機(jī)固定座、旋轉(zhuǎn)軸以及底座；所述攝像機(jī)固定于相機(jī)固定座上；相機(jī)固定座通過旋轉(zhuǎn)軸與底座相連，通過底座安裝于機(jī)器人本體上。其中，所述攝像機(jī)為三個(gè)，三個(gè)攝像機(jī)在相機(jī)固定座上位于同一水平線上。其中，固定于相機(jī)固定座上的攝像機(jī)位置根據(jù)特定參數(shù)設(shè)定，所述參數(shù)包括:基線距離、坐標(biāo)變換矩陣以及每個(gè)攝像機(jī)的單應(yīng)性矩陣。本發(fā)明的有益效果是:通過視覺機(jī)器人的攝像單元獲取目標(biāo)的圖像信息，提取目標(biāo)的邊緣以及頂點(diǎn)信息后，確定目標(biāo)的三維坐標(biāo)，最后通過目標(biāo)的三維坐標(biāo)信息對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行規(guī)劃，從而得到機(jī)器人相關(guān)部件如手臂以及腿部等的運(yùn)動(dòng)軌跡。該技術(shù)方案中的機(jī)器人能針對(duì)目標(biāo)的圖像信息，自動(dòng)離線編程生成機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，無需工作人員的控制，從而使工作人員遠(yuǎn)離工作車間，避免給工作車間帶來污染。該機(jī)器人自動(dòng)化程度高，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡完全由計(jì)算機(jī)計(jì)算出。


圖1是本發(fā)明技術(shù)方案的視覺機(jī)器人離線編程方法的流程圖。圖2是本發(fā)明技術(shù)方案的提取目標(biāo)的邊緣信息的流程圖。圖3是本發(fā)明技術(shù)方案的提取目標(biāo)的頂點(diǎn)信息的流程圖。圖4是本發(fā)明技術(shù)方案的八領(lǐng)域點(diǎn)的位置圖。圖5是本發(fā)明技術(shù)方案的攝像單元的正面視圖。圖6是本發(fā)明技術(shù)方案的攝像單元的俯視圖。標(biāo)注說明:I攝像機(jī)；2相機(jī)固定座；3旋轉(zhuǎn)軸；4底座。
具體實(shí)施例方式為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供的一種視覺機(jī)器人離線編程方法，包括以下步驟:SlOO:設(shè)定機(jī)器人各軸的旋轉(zhuǎn)角度作為運(yùn)動(dòng)的約束條件；S200:應(yīng)用攝像機(jī)采集目標(biāo)圖像；S300:應(yīng)用采集的圖像，提取目標(biāo)的邊緣和頂點(diǎn)信息；
S400:應(yīng)用目標(biāo)的邊緣和頂點(diǎn)信息構(gòu)建目標(biāo)的三維模型；S500:應(yīng)用目標(biāo)的三維模型生成目標(biāo)模型的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；S600:機(jī)器人獲取晶圓片的存放位置的坐標(biāo)信息；S700:依據(jù)存放位置的坐標(biāo)信息以及點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)器人電機(jī)相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并存儲(chǔ)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。本技術(shù)方案經(jīng)過步驟S500至S700生成機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡文件以及機(jī)器人電機(jī)相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，從而使機(jī)器人的機(jī)械手臂以及相關(guān)部件向特定的方向做預(yù)定的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了離線自動(dòng)編程，滿足了用戶的需求。具體的，步驟S300中，應(yīng)用現(xiàn)有的角點(diǎn)檢測(cè)算法以及邊緣檢測(cè)算法的原理取得目標(biāo)的邊緣信息以及頂點(diǎn)信息。常見的基于模板的角點(diǎn)檢測(cè)算法有Kitchen-Rosenfeld角點(diǎn)檢測(cè)算法、Harris角點(diǎn)檢測(cè)算法、KLT角點(diǎn)檢測(cè)算法及SUSAN角點(diǎn)檢測(cè)算法。角點(diǎn)作為圖像上的特征點(diǎn)包含有重要的信息，在圖像融合和目標(biāo)跟蹤以及三維重建中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，但是基于實(shí)際應(yīng)用需求，從角點(diǎn)檢測(cè)的快速性、準(zhǔn)確性、魯棒性等要求出發(fā)，可以看出以上的基于模板的角點(diǎn)檢測(cè)算法各有弊益，至極基于圖像的角點(diǎn)檢測(cè)基本上是全局搜索，基于邊緣輪廓的角點(diǎn)檢測(cè)數(shù)據(jù)量較少，可以采用多分辨分析并行處理，從灰度圖像得到邊緣輪廓曲線要經(jīng)過兩次以上的全局搜索，速度并不是很快，但對(duì)角點(diǎn)的誤檢和漏檢要比直接基于圖像的方法好很多。如果在得到輪廓曲線的過程中應(yīng)用一些其他的變換方法，就計(jì)算的速度而言，下降不少，所以一般速度較快、較準(zhǔn)確的角點(diǎn)檢測(cè)使用直接基于圖像模板的方法就完全可以滿足需要，但是如果對(duì)角點(diǎn)的完備性要求較高，那么使用基于輪廓線的多角度分析方法應(yīng)該給予考慮。由于目標(biāo)頂點(diǎn)的位置信息是機(jī)器人準(zhǔn)確操作晶圓片的關(guān)鍵因素，所以本技術(shù)方案中提取目標(biāo)的頂點(diǎn)信息采用的是Harris角點(diǎn)檢測(cè)方法，該方法具有準(zhǔn)確的定位性能、很高的重復(fù)檢測(cè)率、具有對(duì)噪聲的魯棒性和具有較高的計(jì)算效率，參考圖3所示，其在本技術(shù)方案中的應(yīng)用具體包括以下步驟:S321:對(duì)圖像的角點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)；S322:對(duì)圖像像素坐標(biāo)和世界坐標(biāo)做歸一化處理，以方便做矩陣運(yùn)算；S323:獲取攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)值；該內(nèi)參數(shù)具體為相機(jī)的畸變，外參數(shù)具體為攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)和平移值；S324:優(yōu)化攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)以及外參數(shù)值,從而取得目標(biāo)的頂點(diǎn)信息。Harris角點(diǎn)檢測(cè)方法具有準(zhǔn)確的定位性能、很高的重復(fù)檢測(cè)率、對(duì)噪聲魯棒性好以及計(jì)算效率較高等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)方案，應(yīng)用Harris角點(diǎn)檢測(cè)方法確定角點(diǎn)后，再對(duì)圖像的像素坐標(biāo)以及世界坐標(biāo)做歸一化處理，獲取攝像機(jī)的內(nèi)參數(shù)以及外參數(shù)。具體的，應(yīng)用了單應(yīng)性矩陣獲取內(nèi)參數(shù)以及外參數(shù)。在視覺信息計(jì)算中，單應(yīng)性矩陣的求解在攝像機(jī)標(biāo)定的過程中具有重要的意義，單應(yīng)性矩陣中包含著攝像機(jī)的內(nèi)參數(shù)矩陣、旋轉(zhuǎn)向量和平移向量。假設(shè)三維空間有一點(diǎn)Q= [X Y Z1]T，到成像儀上的q[x y I] T映射，設(shè)單應(yīng)性矩陣以Hs為比例系數(shù)。則Q和q之間的關(guān)系可表示為q = ShQ0在點(diǎn)映射過程中，點(diǎn)要經(jīng)過旋轉(zhuǎn)和平移的物理變換，所以設(shè)物理變換坐標(biāo)W= [R T]，R為旋轉(zhuǎn)向量，T為平移向量。然后再投射過程中，根據(jù)得到的攝像機(jī)的內(nèi)參矩陣M，所以q= sMWQ，從而推算出H= s麗。通過單應(yīng)性矩陣，把源圖像平面上的點(diǎn)擊位置與目標(biāo)圖像平面的點(diǎn)擊位置聯(lián)系了起來。本技術(shù)方案中，在張正友標(biāo)定方法中，將目標(biāo)三維坐標(biāo)和圖像坐標(biāo)之間的由內(nèi)外參數(shù)構(gòu)成的矩陣稱為單應(yīng)性矩陣H，具體的，張正友標(biāo)定方法需要拍攝若干張標(biāo)定模板的圖像，為了提高最后非線性優(yōu)化求解的精度，需要從不同角度拍攝圖片。具體的，該攝像機(jī)標(biāo)定方法采用張正友標(biāo)定方法的步驟如下:1、先將三目相機(jī)固定在機(jī)器人上，并將機(jī)器人手臂停留在初始化位置上；2、打印一張模板并貼在一個(gè)平面上；3、變換模板的位置和角度，使得相機(jī)從不同角度拍攝若干張模板圖象；4、檢測(cè)出圖象中的特征點(diǎn)，本實(shí)施例中，特征點(diǎn)具體的為數(shù)字圖像的黑白格的交
占.
5、求出攝像機(jī)的內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)；6、求出畸變系數(shù)；7、優(yōu)化求精。在該標(biāo)定方法中，由于圖像坐標(biāo)系為一個(gè)3*1階矩陣，目標(biāo)坐標(biāo)系為一個(gè)4*1階矩陣，則H為3*4階矩陣，但張正友標(biāo)定方法事先約定標(biāo)定模板所在平面在目標(biāo)坐標(biāo)系中z=O處,這樣H為3*3階矩陣,通過圖像坐標(biāo)和目標(biāo)坐標(biāo)可求出H。假設(shè)H = Qi1 h2 h3]=XAlir1 r2 t],其中A為攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)，Lr1 r2 t]為攝像機(jī)外參數(shù)，λ為尺度因子。由坐標(biāo)正交的關(guān)系和坐標(biāo)系矢量模為I的兩個(gè)約束條件可以得到下面兩個(gè)方程式:
權(quán)利要求
1.一種視覺機(jī)器人離線編程方法，其特征在于，包括以下步驟: SlOO:設(shè)定機(jī)器人各軸的旋轉(zhuǎn)角度作為運(yùn)動(dòng)的約束條件； S200:應(yīng)用攝像機(jī)采集目標(biāo)圖像； S300:應(yīng)用采集的圖像，提取目標(biāo)的邊緣和頂點(diǎn)信息； S400:應(yīng)用目標(biāo)的邊緣和頂點(diǎn)信息構(gòu)建目標(biāo)的三維模型； S500:應(yīng)用目標(biāo)的三維模型生成目標(biāo)模型的點(diǎn)云數(shù)據(jù)； S600:機(jī)器人獲取晶圓片的存放位置的坐標(biāo)信息； S700:依據(jù)存放位置的坐標(biāo)信息以及點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)器人電機(jī)相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并存儲(chǔ)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視覺機(jī)器人離線編程方法，其特征在于，步驟S300中，提取目標(biāo)的邊緣信息的方法包括: 5311:制作橫向差分模板； 5312:對(duì)差分模板濾波； 5313:檢測(cè)圖像中各像素點(diǎn)的八鄰域點(diǎn)的值是否滿足角點(diǎn)條件，若滿足角點(diǎn)條件，則保留；若不滿足，則剔除掉； 5314:計(jì)算角點(diǎn)響應(yīng)函數(shù)值； 5315:應(yīng)用角點(diǎn)響應(yīng)函數(shù)值對(duì)保留下的角點(diǎn)值再次進(jìn)行檢測(cè)，剔除掉非角點(diǎn)像素點(diǎn)，從而取得目標(biāo)的邊緣信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的視覺機(jī)器人離線編程方法，其特征在于，提取邊緣信息采用的是Priwitt邊緣檢測(cè)算法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視覺機(jī)器人離線編程方法，其特征在于， 步驟S300中，提取目標(biāo)的頂點(diǎn)信息的方法包括: 5321:對(duì)圖像的角點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)； 5322:對(duì)圖像像素坐標(biāo)和世界坐標(biāo)做歸一化處理； 5323:獲取攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)值； 5324:優(yōu)化攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)以及外參數(shù)值，從而取得目標(biāo)的頂點(diǎn)信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的視覺機(jī)器人離線編程方法，其特征在于，提取目標(biāo)的頂點(diǎn)信息采用的是Harris特征點(diǎn)檢測(cè)方法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視覺機(jī)器人離線編程方法，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡文件包括運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位移以及運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的方向。
7.—種視覺機(jī)器人離線編程系統(tǒng)，其特征在于:包括操作單元、攝像單元、轉(zhuǎn)換單元、圖像編輯單元、圖像處理單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元、位移分析單元以及運(yùn)動(dòng)分析單元； 所述操作單元用于設(shè)定各軸的旋轉(zhuǎn)角度作為機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的約束條件； 所述攝像單元用于采集目標(biāo)的圖像； 所述轉(zhuǎn)換單元將采集的目標(biāo)圖像轉(zhuǎn)為數(shù)字圖像，并提取目標(biāo)的邊緣和頂點(diǎn)信息；所述圖像處理單元用于應(yīng)用目標(biāo)的邊緣和頂點(diǎn)信息構(gòu)建目標(biāo)的三維模型； 所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元用于生成目標(biāo)模型的點(diǎn)云數(shù)據(jù)； 所述位移分析單元用于獲取晶圓片的存放位置的坐標(biāo)信息； 所述運(yùn)動(dòng)分析單元用于依據(jù)存放位置的坐標(biāo)信息以及點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)器人電機(jī)相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并存儲(chǔ)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的視覺機(jī)器人離線編程系統(tǒng)，其特征在于:所述攝像單元包括多個(gè)攝像機(jī)、相機(jī)固定座、旋轉(zhuǎn)軸以及底座； 所述攝像機(jī)固定于相機(jī)固定座上；相機(jī)固定座通過旋轉(zhuǎn)軸與底座相連，通過底座安裝于機(jī)器人本體上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的視覺機(jī)器人離線編程系統(tǒng)，其特征在于:所述攝像機(jī)為三個(gè)，三個(gè)攝像機(jī)在相機(jī)固定座上位于同一水平線上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的視覺機(jī) 器人離線編程系統(tǒng)，其特征在于:固定于相機(jī)固定座上的攝像機(jī)位置根據(jù)特定參數(shù)設(shè)定，所述參數(shù)包括:基線距離、坐標(biāo)變換矩陣以及每個(gè)攝像機(jī)的單應(yīng)性矩陣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種視覺機(jī)器人離線編程方法，包括以下步驟S100設(shè)定機(jī)器人各軸的旋轉(zhuǎn)角度作為運(yùn)動(dòng)的約束條件；S200應(yīng)用攝像機(jī)采集目標(biāo)圖像；S300應(yīng)用采集的圖像，提取目標(biāo)的邊緣和頂點(diǎn)信息；S400應(yīng)用目標(biāo)的邊緣和頂點(diǎn)信息構(gòu)建目標(biāo)的三維模型；S500應(yīng)用目標(biāo)的三維模型生成目標(biāo)模型的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；S600機(jī)器人獲取晶圓片的存放位置的坐標(biāo)信息；S700依據(jù)存放位置的坐標(biāo)信息以及點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)器人電機(jī)相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并存儲(chǔ)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。本技術(shù)方案中的機(jī)器人能針對(duì)目標(biāo)的圖像信息，自動(dòng)離線編程生成機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡，無需工作人員的控制，從而使工作人員遠(yuǎn)離工作車間，避免給工作車間帶來污染。
文檔編號(hào)B25J13/08GK103192397SQ20121000532
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者劉曉帆, 徐方, 曲道奎, 鄒風(fēng)山, 李崇, 鄭春暉, 董狀, 王金濤 申請(qǐng)人:沈陽新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司