机械手视觉引导相机和伺服电机算法

　　在开发项目的过程中，产品有一个入料初定位，需要操作员把产品放到载具上后，一个大视野的相机会拍一下产品，然后伺服电机对载具进行一个调整，以保证产品在小视野的相机范围内，从而进行检测。这里我们用到了相机和伺服电机的手眼标定，及位置补正算法。

　　机械手分为：4轴，6轴或者XY模组或UVW模组。相关的视觉引导项目主要包括：抓取，放置，位置补正，贴合。其中相机模式又分为：单相机和多相机；相机固定安装和相机手部安装。机械手核心是通过相机拍摄Mark点，计算出产品的偏移位置，让执行机构去执行某个动作。

　　操作步骤主要分为：4步（标定的核心思想就是相机坐标系和机械坐标系进行统一，然后根据产品实时来料位置计算偏差） 1.相机的非线性校正（此步骤需要更具实际情况选取，由于相机镜头的光学特性比较稳定，大多数情况此步骤可以省略）； 2.相机与机器人做9点标定手动标定：可以使用机器人扎9个点，然后相机拍摄次9个点的像素位置；自动标定：机器人抓住工件移动9个位置，得到9个机械坐标，相机也得到9个像素坐标，然后标定（此过程需要标定软件和机械进行实时通信，确定机械位置和像素Mark点）；

　　3.计算机器人的旋转中心

　　（由于机械的夹具中心和法兰中心不重合，所以需要进行旋转标定）机器人抓住工件至少旋转三个不同角度，工件要在相机视野内，相机可以得到多个像素坐标值，通过三个坐标值拟合圆心，为旋转中心；（旋转中心是否计算也要根据具体需求选取，若产品来料无角度或者产品不需要做角度补偿，则此步骤可以省略）

　　4.相机通过公式计算得到最终输出结果：（rx0，ry0）为旋转中心，（x，y）为被旋转的点，（x0，y0）旋转后的点旋转公式： X0 = cos（a）*（x-rx0） - sin（a）*（y-ry0） + rx0 Y0 = cos（a）*（y-ry0） + sin（a）*（x-rx0） + ry0

　　其中对应halcon核心算子为：

　　a.计算出仿射变换矩阵： vector_to_hom_mat2d（ ： ： Px， Py， Qx， Qy ： HomMat2D）

　　b.求旋转矩阵： hom_mat2d_rotate（ ： ： HomMat2D， Phi， Px， Py ： HomMat2DRotate）

　　c.应用仿射变换矩阵求出对应点： affine_trans_point_2d（ ： ： HomMat2D， Px， Py ： Qx， Qy）

　　d.求取圆心坐标： fit_circle_contour_xld（Contours ： ： Algorithm， MaxNumPoints， MaxClosureDist， ClippingEndPoints， Iterations， ClippingFactor ： Row，Column， Radius， StartPhi， EndPhi， PointOrder）

　　编辑：黄飞