421 图轮廓提取中心点生成
43 标定实验
普通摄机标定方式全部需标定参物标定时期摄机前放置已知形状尺寸物体
431 选取标定参物
普遍具圆形特点棋盘立方体标定物等[1924]文标定参物做圆形特征面模板参考图 42 容初 JanneHeikkilä 指出全新标定方式述模板圆孔中心做标定参点般参物说优势制作便利圆孔中心坐标图处理中阈值化操作敏锐意义清楚需特征精准度高等
432 选取工件坐标系
测试时候先选择工件坐标系叙述工件位姿数选择方式：
确定标定板两条中心称线会贯穿中心线通众圆圆心外述中心线重叠点中心圆圆心标定板放置工作台调节摄机视场中视觉软件中开启视频图窗口图坐标系显示线调节标定板两条中心线视频窗口图坐标系显示线中心重叠参考图43 容
图 43 标定板中心线图坐标系坐标轴线重叠
述环节中机器视觉控制界面窗口观察进行相关调节两条中心线重叠确定标定板会变化刻标定板中心换句话说确定工件坐标系圆点Z 轴垂直标定板面方X 轴 Y 轴通述两条中心线正方选择标准缩工件坐标系机器基坐标系两轴正方夹角
选择工件坐标系优势图坐标系工件坐标系 XOY 面图投影重叠省略运算环节缩结果误差
433 计算摄机外参数 dx dy
确定标定参物工件坐标系摄机筹集图全部素工件坐标系 XOY 面物理尺寸 dx dy 进行计算标定板知相邻两圆圆心距离 38cmX 轴Y 轴处直线选择距离长两圆距离素值做参考缩误差通计算解：
X轴处直线远两圆距离值 Lx ：6×38mm
Y轴处直线远两圆距离值 Ly 4×38mm图坐标系中
X轴处直线远两圆素数 Nx ：938
Y轴处直线远两圆素数 N y ：626
解述量出图素工件坐标系 XOY 面物理信息
dx Lx 0243mm dy Ly 0243mm
际坐标系：
先工件坐标系 XOY 面挑选量特定点次重点选择特定点通轴线 11 圆圆心挑选 X 轴 Y 轴点做特定点优势计算便利结果精准操作机器明确基坐标系位置机器手爪中心点特定点全部齐直径标定板圆直径相圆柱体做中间者方便查找未确定点进行次定位进避免误差文标定实验选择圆柱体高 80mm直径 20mm机器全部选定点反复定位五次取均值处值关注定位点非工件坐标系 XOY 面点圆柱体圆心外次开展定位时两者位相面根实验序次应标定板标定圆进行编号排列（参考图 44 容）出信息
参考图容：
图44 实验序排列标定点编号
表41 圆柱选定点处表面圆机器基坐标系位置详情表
编号 X Y Z
根图 43图 44 解1 号定位点工件坐标系 XOY 原点刻表表示 X 值 Y 值工件坐标系原点机器基座标系原点 X 轴 Y轴方偏移量标注成 detX +795705mm detY +12358mm 中Z 轴
detZ +723148012314mm
明确具体偏移量需统计旋转角度
（1）Z 轴偏转角度
思考定位误差等素根数表信息知道 Z 值始终没改变X 轴方距离 远 点 9 号 11 号 点 真实 数值 Lx 6×38mm Z 值 差 ： +72054718730181mm Y 轴方距离远点 2 号 3 号真实距离 Ly 4×38mm Z 值差：+71977718520125mm目前直接忽略工件坐标系Z 轴偏转剩余仅思考 两 轴偏转
（2）X 轴偏转角度
根图 44 知道167891011 全部工件坐标系 X 轴刻较远两点 9 号 11 号点 Y 值差：+12885126650220mm刻Y 差明显少两点距离思考误差等相关素X 轴偏转角接零思考部分素
（3）Y 轴偏转角度
X 轴 Z 轴偏转角度基零右手定知道 Y 轴偏转角度进行研究外根数表信息统计 X 值差值会出类似结果
总言文工件坐标系相机器基坐标系旋转角度全部零进行分析目前需重点研究移矢量
detX +795705mm detY +12358mm detZ 12314mm
44目标定位
根实验机器二指气动手爪抓取物体形状尺寸定限制次重点分析目标物体定位特定尺寸圆柱体长方体规物体体接中线叙述文运动学物体姿态表示方式研究述述两部分定位问题
441目标物体定位
机器工具基坐标系位置需工具坐标系原点基坐标系XYZ 方坐标代表组成虚轴坐标前三分量中具体姿态需工具坐标系某矢量方余弦代表组成虚轴坐标三分量（IJK）文重点 PT300 五轴工业机器姿态描述工具坐标系+X 方单位矢量法矢量方余弦姿态表示外方式根图 45单位量 P[ijk]T 三分量满足i2+j2+k21换言方余弦质存两分量然代表五轴机器姿态足够
图45 方余弦
界面清楚显示通常虚轴坐标 IJK 分量方余弦 100 变换（Ii×100 J j×100 Kk×100）外机器运动学正解公式实轴坐标变成虚轴坐标
442 圆柱体定位
想空间叙述圆柱体位姿数需五度三度描述位置剩描述姿态圆柱体开展目标定位时需五度空间坐标{XYZ}中心轴方矢量机器基坐标系坐标分量{ IJK}全部确定具体空间位姿处工作台法矢量{ IJK}（中心轴方矢量）做重姿态数视觉定位处理物体工件坐标系信息变成位置信息做目标物体位姿容传送完成具体定位务
443 长方体定位
长方体说精准确定空间姿势六度次位姿相机标定时候清楚知道换言工作台面基坐标系相高度 Z法矢量{ IJK}述姿态表示没旋转度目前解空间定位需确定工件条边坐标系坐标轴间夹角（偏转角）终确定 Z 轴关旋转度
参考文工件坐标系机器基坐标系定义真实情况偏转角定义明确成：长方体长边延长线工件坐标系 X 轴正方双方间锐角偏转角θ述锐角位 XOY 面第象限时数值正位第四象限时数值负根述参数值结束长方体实际定位
目前视觉信息姿态矢量{IJK}直接应出位置信息{XYZ}高度信息 H 修订 Z 值符合关求
文重点采夹持方式满足偏转角求外夹持长方体长边高构成侧面目前需视觉信息提供目标长方体姿态{ I0J0K0 }偏转角 Ѳ 换成机器抓取时期需手爪坐标系{IJK}
工件坐标系放长方体长边 X 轴处直线重叠利掌控机器手爪符合图 36 夹持位姿记载目前具体数{ I01J01K01 }做续研究已知容目前{IJK}{ I01J01K01 }做处工件坐标系XOY 面矢量述方程式 I I01 cosθ J J01 sinθ
外符合量正交性： I 0 I+ J 0 J+ K 0 K 0
利表达式出机器抓取长方体时具体坐标系{IJK}结束手爪夹持位姿筹划
51编程环境
程序编写般三菱GXWorks2软件GXWorks2三菱PLC编程软件现全新普遍软件部分电脑更新效率更高通常WIN7操作系 统应时期时需采全新三菱PLC编程软件WORKS2然笔记时候便利例载程序时候相复杂必须利USB口传送
52系统控制软件设计
初始位置调节通单片机程序扫描键盘端口查种键信号变化结束机械手复位务包括手指手腕手臂复位手臂部分运动结束延时加传感器信号测试精准控电机操作保证物体取放精准度搬运阶段物体稳详细软件环节图参考图51容传感器运动时候会遇外环境变化现实影响具体开展程序设计时候需分析关键点放具体摄机标定目标定位视觉控制设计完成夹持计划等部分中三轴工业机器抓取具体环节运动轨迹规划目前未分析假目标物体周边存众相关障碍工件时候时世界坐标系虚轴控制中轨迹开展计划部分需续进行深入分析探索
通缜密测试利操作控制面板设置特定键完成视觉控制利实施相应宏变量程序完成视觉控制充分解述方式行性完成特定尺寸圆柱体长方体目标定位夹持规划等务
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43 标定实验
普通摄机标定方式全部需标定参物标定时期摄机前放置已知形状尺寸物体
431 选取标定参物
普遍具圆形特点棋盘立方体标定物等[1924]文标定参物做圆形特征面模板参考图 42 容初 JanneHeikkilä 指出全新标定方式述模板圆孔中心做标定参点般参物说优势制作便利圆孔中心坐标图处理中阈值化操作敏锐意义清楚需特征精准度高等
432 选取工件坐标系
测试时候先选择工件坐标系叙述工件位姿数选择方式：
确定标定板两条中心称线会贯穿中心线通众圆圆心外述中心线重叠点中心圆圆心标定板放置工作台调节摄机视场中视觉软件中开启视频图窗口图坐标系显示线调节标定板两条中心线视频窗口图坐标系显示线中心重叠参考图43 容
图 43 标定板中心线图坐标系坐标轴线重叠
述环节中机器视觉控制界面窗口观察进行相关调节两条中心线重叠确定标定板会变化刻标定板中心换句话说确定工件坐标系圆点Z 轴垂直标定板面方X 轴 Y 轴通述两条中心线正方选择标准缩工件坐标系机器基坐标系两轴正方夹角
选择工件坐标系优势图坐标系工件坐标系 XOY 面图投影重叠省略运算环节缩结果误差
433 计算摄机外参数 dx dy
确定标定参物工件坐标系摄机筹集图全部素工件坐标系 XOY 面物理尺寸 dx dy 进行计算标定板知相邻两圆圆心距离 38cmX 轴Y 轴处直线选择距离长两圆距离素值做参考缩误差通计算解：
X轴处直线远两圆距离值 Lx ：6×38mm
Y轴处直线远两圆距离值 Ly 4×38mm图坐标系中
X轴处直线远两圆素数 Nx ：938
Y轴处直线远两圆素数 N y ：626
解述量出图素工件坐标系 XOY 面物理信息
dx Lx 0243mm dy Ly 0243mm
际坐标系：
先工件坐标系 XOY 面挑选量特定点次重点选择特定点通轴线 11 圆圆心挑选 X 轴 Y 轴点做特定点优势计算便利结果精准操作机器明确基坐标系位置机器手爪中心点特定点全部齐直径标定板圆直径相圆柱体做中间者方便查找未确定点进行次定位进避免误差文标定实验选择圆柱体高 80mm直径 20mm机器全部选定点反复定位五次取均值处值关注定位点非工件坐标系 XOY 面点圆柱体圆心外次开展定位时两者位相面根实验序次应标定板标定圆进行编号排列（参考图 44 容）出信息
参考图容：
图44 实验序排列标定点编号
表41 圆柱选定点处表面圆机器基坐标系位置详情表
编号 X Y Z
根图 43图 44 解1 号定位点工件坐标系 XOY 原点刻表表示 X 值 Y 值工件坐标系原点机器基座标系原点 X 轴 Y轴方偏移量标注成 detX +795705mm detY +12358mm 中Z 轴
detZ +723148012314mm
明确具体偏移量需统计旋转角度
（1）Z 轴偏转角度
思考定位误差等素根数表信息知道 Z 值始终没改变X 轴方距离 远 点 9 号 11 号 点 真实 数值 Lx 6×38mm Z 值 差 ： +72054718730181mm Y 轴方距离远点 2 号 3 号真实距离 Ly 4×38mm Z 值差：+71977718520125mm目前直接忽略工件坐标系Z 轴偏转剩余仅思考 两 轴偏转
（2）X 轴偏转角度
根图 44 知道167891011 全部工件坐标系 X 轴刻较远两点 9 号 11 号点 Y 值差：+12885126650220mm刻Y 差明显少两点距离思考误差等相关素X 轴偏转角接零思考部分素
（3）Y 轴偏转角度
X 轴 Z 轴偏转角度基零右手定知道 Y 轴偏转角度进行研究外根数表信息统计 X 值差值会出类似结果
总言文工件坐标系相机器基坐标系旋转角度全部零进行分析目前需重点研究移矢量
detX +795705mm detY +12358mm detZ 12314mm
44目标定位
根实验机器二指气动手爪抓取物体形状尺寸定限制次重点分析目标物体定位特定尺寸圆柱体长方体规物体体接中线叙述文运动学物体姿态表示方式研究述述两部分定位问题
441目标物体定位
机器工具基坐标系位置需工具坐标系原点基坐标系XYZ 方坐标代表组成虚轴坐标前三分量中具体姿态需工具坐标系某矢量方余弦代表组成虚轴坐标三分量（IJK）文重点 PT300 五轴工业机器姿态描述工具坐标系+X 方单位矢量法矢量方余弦姿态表示外方式根图 45单位量 P[ijk]T 三分量满足i2+j2+k21换言方余弦质存两分量然代表五轴机器姿态足够
图45 方余弦
界面清楚显示通常虚轴坐标 IJK 分量方余弦 100 变换（Ii×100 J j×100 Kk×100）外机器运动学正解公式实轴坐标变成虚轴坐标
442 圆柱体定位
想空间叙述圆柱体位姿数需五度三度描述位置剩描述姿态圆柱体开展目标定位时需五度空间坐标{XYZ}中心轴方矢量机器基坐标系坐标分量{ IJK}全部确定具体空间位姿处工作台法矢量{ IJK}（中心轴方矢量）做重姿态数视觉定位处理物体工件坐标系信息变成位置信息做目标物体位姿容传送完成具体定位务
443 长方体定位
长方体说精准确定空间姿势六度次位姿相机标定时候清楚知道换言工作台面基坐标系相高度 Z法矢量{ IJK}述姿态表示没旋转度目前解空间定位需确定工件条边坐标系坐标轴间夹角（偏转角）终确定 Z 轴关旋转度
参考文工件坐标系机器基坐标系定义真实情况偏转角定义明确成：长方体长边延长线工件坐标系 X 轴正方双方间锐角偏转角θ述锐角位 XOY 面第象限时数值正位第四象限时数值负根述参数值结束长方体实际定位
目前视觉信息姿态矢量{IJK}直接应出位置信息{XYZ}高度信息 H 修订 Z 值符合关求
文重点采夹持方式满足偏转角求外夹持长方体长边高构成侧面目前需视觉信息提供目标长方体姿态{ I0J0K0 }偏转角 Ѳ 换成机器抓取时期需手爪坐标系{IJK}
工件坐标系放长方体长边 X 轴处直线重叠利掌控机器手爪符合图 36 夹持位姿记载目前具体数{ I01J01K01 }做续研究已知容目前{IJK}{ I01J01K01 }做处工件坐标系XOY 面矢量述方程式 I I01 cosθ J J01 sinθ
外符合量正交性： I 0 I+ J 0 J+ K 0 K 0
利表达式出机器抓取长方体时具体坐标系{IJK}结束手爪夹持位姿筹划
51编程环境
程序编写般三菱GXWorks2软件GXWorks2三菱PLC编程软件现全新普遍软件部分电脑更新效率更高通常WIN7操作系 统应时期时需采全新三菱PLC编程软件WORKS2然笔记时候便利例载程序时候相复杂必须利USB口传送
52系统控制软件设计
初始位置调节通单片机程序扫描键盘端口查种键信号变化结束机械手复位务包括手指手腕手臂复位手臂部分运动结束延时加传感器信号测试精准控电机操作保证物体取放精准度搬运阶段物体稳详细软件环节图参考图51容传感器运动时候会遇外环境变化现实影响具体开展程序设计时候需分析关键点放具体摄机标定目标定位视觉控制设计完成夹持计划等部分中三轴工业机器抓取具体环节运动轨迹规划目前未分析假目标物体周边存众相关障碍工件时候时世界坐标系虚轴控制中轨迹开展计划部分需续进行深入分析探索
通缜密测试利操作控制面板设置特定键完成视觉控制利实施相应宏变量程序完成视觉控制充分解述方式行性完成特定尺寸圆柱体长方体目标定位夹持规划等务
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