传送带流动方向的标定方法、系统、设备和存储介质与流程

1.本公开涉及智能化技术领域，例如涉及一种传送带流动方向的标定方法、系统、计算机设备和存储介质。


背景技术：

2.在工业自动化应用过程中，机器视觉的应用范围越来越广泛，目前的工业生产中存在一种传送带跟踪应用场景：一个固定的定位相机与工业机械臂的配合，即通过人工操控机械臂末端尽量对准一个放置在传送带上的标记点，记录此时机械臂的当前位置p1，接着启动传送带，让传送带载着标记点流动一段距离后停止，再次人工操控机械臂末端对准这个标记点，并记录此时机械臂的当前位置p2，并根据p1和p2计算出传送带在移动参考坐标系下的流动方向。然而，人工操控机械臂对准标记点位置，往往会存在瞄点误差，导致标定出来的参数偏差较大，而机械臂在工作中是跟踪操作的，传送带的流动方向的较大偏差会在机械臂多次跟踪操作后造成累计误差过大的现象。


技术实现要素：

3.本公开目的在于：提供一种传送带流动方向的标定方法、系统、计算机设备和存储介质，其传送带流动方向的标定准确率较高，降低机械臂跟踪操作的累计误差。
4.为达上述目的，本技术采用以下技术方案：
5.本公开提供了一种传送带流动方向的标定方法，包括以下步骤：
6.响应于标定指令，获取机械臂的移动参考坐标系与摄像装置的摄像视野坐标系的第一坐标夹角以及缩放比例参数，其中，机械臂末端固定有所述摄像装置；
7.根据所述第一坐标夹角和所述缩放比例参数，计算所述机械臂末端的旋转轴心在所述摄像视野坐标系中的旋转中心坐标；
8.控制所述机械臂移动，使得所述旋转中心坐标与传送带上的标定点在所述摄像装置的视野中重叠，记录此时所述机械臂末端在所述移动参考坐标系中的第一标定坐标；
9.控制所述传送带移动一段距离后停止，重新移动所述机械臂，使得所述旋转中心坐标与传送带上的标定点在所述摄像装置的视野中再次重叠，记录此时所述机械臂末端在所述移动参考坐标系中的第二标定坐标；
10.根据所述第一标定坐标和所述第二标定坐标计算所述传送带相对于所述移动参考坐标系的流动方向，以完成所述传送带的流动方向标定。
11.本公开还提供了一种传送带流动方向的标定系统，包括：
12.参数获取单元，用于响应于标定指令，获取机械臂的移动参考坐标系与摄像装置的摄像视野坐标系的第一坐标夹角以及缩放比例参数，其中，机械臂末端固定有所述摄像装置；
13.旋转中心获取单元，用于根据所述第一坐标夹角和所述缩放比例参数，计算所述机械臂末端的旋转轴心在所述摄像视野坐标系中的旋转中心坐标；
14.第一标定坐标获取单元，用于控制所述机械臂移动，使得所述旋转中心坐标与传送带上的标定点在所述摄像装置的视野中重叠，记录此时所述机械臂末端在所述移动参考坐标系中的第一标定坐标；
15.第二标定坐标获取单元，用于控制所述传送带移动一段距离后停止，重新移动所述机械臂，使得所述旋转中心坐标与传送带上的标定点在所述摄像装置的视野中再次重叠，记录此时所述机械臂末端在所述移动参考坐标系中的第二标定坐标；
16.流动方向计算单元，用于根据所述第一标定坐标和所述第二标定坐标计算所述传送带相对于所述移动参考坐标系的流动方向，以完成所述传送带的流动方向标定。
17.本公开还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的一种传送带流动方向的标定方法的步骤。
18.本公开还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的一种传送带流动方向的标定方法的步骤。
19.本公开的传送带流动方向的标定方法、系统、设备和存储介质，通过获取机械臂与摄像装置之间的第一坐标夹角以及缩放比例参数，从而对机械臂末端的旋转轴心和摄像装置的视野中心进行校正，避免了因机械臂和摄像装置之间的配置差异影响机械臂的标定准确率的问题；在传送带上预先标记的标定点，采用摄像装置对标定点进行对准和追踪，使得机械臂不需要与标定点进行接触才能定位标定点，避免了接触式的标定方式，标定过程中容易误使标定点与传送带产生相对滑动，最终导致标定参数失效的问题，从而提高了传送带流动方向的标定准确率，降低了机械臂跟踪操作的累计误差。
附图说明
20.图1为一种传送带流动方向的标定方法步骤示意图；
21.图2为机械臂在移动参考坐标系中的移动轨迹示意图；
22.图3为第一参考点在摄像视野坐标系的坐标变化示意图；
23.图4为机械臂在移动参考坐标系中的移动轨迹示意图；
24.图5为传送带流动方向示意图；
25.图6为一种传送带流动方向的标定系统结构框图；
26.图7为计算机设备的结构示意框图。
27.本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
28.为了使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本公开进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本公开，并不用于限定本公开。
29.参照图1，是本方案公开的一实施例中一种传送带流动方向的标定方法步骤示意图，方法包括：
30.s1、响应于标定指令，获取机械臂的移动参考坐标系与摄像装置的摄像视野坐标系的第一坐标夹角以及缩放比例参数，其中，机械臂末端固定有摄像装置；
31.一实施例中，对于步骤s1，上述机械臂可以为四轴的scara机械臂，上述摄像装置可以为手爪相机，固定在机械臂用于靠近传送带的一端。由于在具体应用过程中，机械臂的定位系统和摄像装置的图像采集系统往往使用的是各自独立的坐标系，其缩放比例和坐标系相对于传送带的方向均会存在一定的差异，为了通过摄像装置的图像采集结果对机械臂进行控制，避免人工移动机械臂导致移动效率较低，误差较大的情况，在进行标定点识别之前获取上述第一坐标夹角和缩放比例参数以便于校准机械臂的移动参考坐标系与摄像装置的摄像视野坐标系之间的差异值。
32.s2、根据第一坐标夹角和缩放比例参数，计算机械臂末端的旋转轴心在摄像视野坐标系中的旋转中心坐标；
33.一实施例中，对于步骤s2，虽然摄像装置固定在机械臂的末端，但是实际应用中，摄像装置的固定位置并不能完全位于机械臂末端位置的中心上，且摄像装置的固定位置也不能确保完全水平，因此，摄像装置的视野中心与机械臂的旋转轴心之间往往存在一定的距离，为了根据摄像设备的视野得到更精确的机械臂控制结果，需要先对机械臂的旋转轴心对应在摄像视野坐标系中的旋转中心坐标进行计算，即计算机械臂的旋转轴心在摄像设备的视野中的位置，以便于摄像设备将该位置进行标记和参照。
34.s3、控制机械臂移动，使得旋转中心坐标与传送带上的标定点在摄像装置的视野中重叠，记录此时机械臂末端在移动参考坐标系中的第一标定坐标；
35.一实施例中，对于步骤s3，通过控制机械臂移动，让摄像视野坐标系中的旋转中心坐标与摄像装置视野中采集到的标定点重叠，即让机械臂末端的旋转轴心在物理位置上恰好位于标定点正上方，从而减小机械臂与标定点之间的误差。
36.s4、控制传送带移动一段距离后停止，重新移动机械臂，使得旋转中心坐标与传送带上的标定点在摄像装置的视野中再次重叠，记录此时机械臂末端在移动参考坐标系中的第二标定坐标；
37.一实施例中，对于步骤s4，当第一标定坐标记录完成后，开启传送带，使其正常工作，并带动传送带上的标定点一起移动，以模拟流水线生产过程中传送带上的物品的移动情况，当传送带移动后，旋转中心坐标与传送带上的标定点在摄像装置的视野中再次重叠时，机械臂末端的旋转轴心所在的位置即标定点的位置。
38.一实施例中，对于步骤s4，为了准备标定传送带的流动方向，在实际标定时可能需要让传送带向前移动足够长的一段距离，避免移动距离过小导致流动方向判断不准确的问题，因此，在传送带移动后，标定点有可能移出摄像装置的视野范围，此时可通过人工移动机械臂，直至使标定点出现在摄像装置的视野范围内，也可以预设一个搜索范围，例如，若摄像装置的视野范围内不存在标定点，控制机械臂自动搜索一定的范围，例如控制机械臂以第一标定坐标为基准点，分别沿移动参考坐标系的x轴正方向和负方向移动x’的距离，再沿移动参考坐标系的y轴正方向和负方向移动y’的距离，直至若上述范围内仍摄像装置仍未识别到标定点，则分别沿着与x轴正方向、x轴负方向、y轴正方向和y轴负方向的夹角为45
°
的方向再次搜索标定点，直至标定点出现在摄像装置的视野中。
39.s5、根据第一标定坐标和第二标定坐标计算传送带相对于移动参考坐标系的流动方向，以完成所述传送带的流动方向标定。
40.一实施例中，对于步骤s5，由于第一标定坐标和第二标定坐标均是机械臂末端的
旋转轴心在标定点上方时，机械臂所处的位置坐标，因此第一标定坐标和第二标定坐标在移动参考坐标系中的连线，即相对机械臂的移动参考坐标系而言，传送带的流动方向，计算出上述连线与移动参考坐标系中的y轴或x轴的夹角，即可对机械臂量化传送带的流动方向。
41.一实施例中，在步骤s5之后，当在机械臂的移动参考坐标系中量化了传送带流动方向的角度后，即可根据该角度对传送带上的物品进行跟踪操作，实现自动化流水线生产。示例性地，控制机械臂对准传送带上的一个物品，使得机械臂对该物品进行加工，加工完成后，机械臂可以沿上述流动方向移动一定的间距，对下一物品进行加工，该间距即预先设定的传送带上两个物品之间的摆放间距。
42.综上，通过获取机械臂与摄像装置之间的第一坐标夹角以及缩放比例参数，从而对机械臂末端的旋转轴心和摄像装置的视野中心进行校正，避免了因机械臂和摄像装置之间的配置差异影响机械臂的标定准确率的问题；在传送带上预先标记的标定点，采用摄像装置对标定点进行对准和追踪，使得机械臂不需要与标定点进行接触才能定位标定点，避免了接触式的标定方式，标定过程中容易误使标定点与传送带产生相对滑动，最终导致标定参数失效的问题，从而提高了传送带流动方向的标定准确率，降低了机械臂跟踪操作的累计误差。
43.进一步的，对于步骤s1，获取机械臂的移动参考坐标系与摄像装置的摄像视野坐标系的第一坐标夹角以及缩放比例参数的步骤包括：
44.控制机械臂移动至标有第一参考点的示教面板上方，并将机械臂的末端的当前位置记录为第一参考坐标，其中，机械臂的末端为靠近示教面板的一端，末端固定有摄像装置；
45.控制摄像装置对第一参考点进行拍照，得到第一参考图像；
46.获取第一参考图像中，第一参考点的第一参考像素位置；
47.控制机械臂沿移动参考坐标系的横轴方向移动第一参考距离，并将机械臂的末端的当前位置记录为第二参考坐标；
48.根据第一参考坐标和第二参考坐标计算第一坐标夹角；
49.通过第一参考坐标、第二参考坐标和第一参考距离计算缩放比例参数。
50.一实施例中，示教面板是标有第一参考点的一个平面，其目的在于作为一参考范例预先得到摄像设备与机械臂之间的坐标换算关系。
51.一实施例中，参照图2，是本方案公开的一实施例中机械臂在移动参考坐标系中的移动轨迹示意图，控制机械臂移动至标有第一参考点的示教面板上方时，该机械臂在移动参考坐标系中的位置为p1’，控制机械臂沿移动参考坐标系的横轴方向移动第一参考距离后，该机械臂在移动参考坐标系中的位置为p2’；参照图3，是本方案公开的一实施例中第一参考点在摄像视野坐标系的坐标变化示意图，此时由于摄像装置的安装方位往往难以恰好与机械臂的移动参考坐标系中的x轴或y轴平行，因此机械臂沿移动参考坐标系的x轴移动后，相对于摄像设备而言，第一参考点的移动方向并不与摄像视野坐标系的x轴平行，而此时可根据第一参考点的移动方向以及摄像视野坐标系的x轴方向，得到摄像设备和机械臂的角度差异，即第一坐标夹角。
52.一实施例中，由于摄像装置的的像素坐标尺寸往往与机械臂的移动参考坐标系尺
寸不同，其相互的比例关系也存在差异，因此，计算二者之间的缩放比例参数是不可或缺的，而根据第一坐标夹角和缩放比例关系即可实现摄像设备与机械臂之间的坐标转换。
53.进一步的，对于步骤s1，根据第一参考坐标和第二参考坐标计算第一坐标夹角的步骤包括：
54.通过下式计算第一坐标夹角：
55.angle_base＝atan2((c2.x-c1.x),(c2.y-c1.y))
56.式中，angle_base为第一坐标夹角，c1.x和c1.y分别为第一参考坐标的x坐标值和y坐标值，c2.x和c2.y为第二参考坐标的x坐标值和y坐标值。
57.一实施例中，由于机械臂在移动参考坐标系中是沿着x轴方向进行移动，只需要建立的摄像视野坐标系的x轴方向与移动参考坐标系中的x轴方向相同，此时该第一坐标夹角在计算时就可以以x轴为一条边，根据上式的第一参考坐标和第二参考坐标即可得到第一坐标夹角的另一条边，计算另一条边与x轴的夹角即为第一坐标夹角，根据该夹角对两坐标系之间的参数进行换算，从而能够提高对机械臂控制的精确性。
58.进一步的，对于步骤s1，通过第一参考坐标、第二参考坐标和第一参考距离计算缩放比例参数的步骤包括：
59.通过下式计算缩放比例参数：
60.visionlen_power＝(c2.x-c1.x)*(c2.x-c1.x)+(c2.y-c1.y)*(c2.y-c1.y)
61.scale＝x_offset/sqrt(visionlen_power)
62.式中，visionlen_power为视野移动参数，scale为缩放比例参数，x_offset为第一参考距离。
63.一实施例中，通过获取机械臂移动的第一参考距离和该第一参考距离导致第一参考点在摄像视野坐标系中移动的距离计算两坐标系之间的缩放比例参数，从而进一步提高了通过摄像装置对机械臂控制的精确性。
64.进一步的，对于步骤s2，根据第一坐标夹角和缩放比例参数，计算机械臂末端的旋转轴心在摄像视野坐标系中的旋转中心坐标的步骤包括：
65.根据摄像装置的视野中心坐标、第一坐标夹角和缩放比例参数计算机械臂的参考移动参数；
66.根据参考移动参数控制机械臂移动，使得摄像装置的视野中心与第一参考点在摄像装置的视野中重叠；
67.控制机械臂末端沿旋转轴心旋转180
°
，并控制摄像装置对第一参考点进行拍照，得到偏移参考图像；
68.获取偏移参考图像中，第一参考点的第三参考像素位置；
69.根据第三参考像素位置计算机械臂末端的旋转轴心在摄像视野坐标系中的旋转中心坐标。
70.一实施例中，根据摄像装置的视野中心q的坐标、第一坐标夹角和缩放比例参数计算机械臂的参考移动参数具体包括：先获取摄像装置的视野中心q在摄像视野坐标系中的像素坐标，即上述视野中心q的坐标，通过摄像装置采集的图像识别第一参考点a在摄像视野坐标系中的像素坐标，即参考点坐标；当视野中心q的坐标和参考点坐标未重叠时，计算视野中心q的坐标和参考点坐标之间的距离和相对于坐标轴的方向，通过缩放比例参数计
算机械臂将摄像装置的视野中心q移动至第一参考点a时需要移动的距离，通过第一坐标夹角计算机械臂将摄像装置的视野中心q移动至第一参考点a时需要移动的方向，从而实现基于摄像装置的机械臂自动控制，避免人工介入对机械臂进行移动。
71.一实施例中，参照图4，是本方案公开的一实施例中机械臂在移动参考坐标系中的移动轨迹示意图，当视野中心q的坐标和参考点坐标重叠时，将机械臂沿u轴，即竖直方向的旋转轴，旋转180
°
后，记录旋转后的第一参考点a在摄像视野坐标系中的第三参考像素位置，将第三参考像素位置与视野中心q的坐标进行连线，连线的中点o即机械臂末端的旋转轴心在摄像视野坐标系中的旋转中心坐标。
72.需要说明的是，图中示出的视野中心q、旋转中心o和第一参考点a的大小仅为示例性的，并不为实际测量尺寸；在实际应用中，第一参考点a是存在实体的，可以为涂料涂上的点，也可以为一圆形贴纸，因此第一参考点a是存在一定的半径和面积的，此时可以取第一参考点a的形状的中点作为本实施例上述的第一参考点a的理论值，将该中点的坐标作为参考点坐标，以避免第一参考点a的实体面积造成对准误差的问题。
73.进一步的，对于步骤s2，根据摄像装置的视野中心坐标、第一坐标夹角和缩放比例参数计算机械臂的参考移动参数的步骤包括：
74.获取第一参考图像的长度值与宽度值，并根据第一参考图像的长度值与宽度值计算视野中心坐标的x坐标值和y坐标值；
75.控制摄像装置对第一参考点进行拍照，得到初始参考图像；
76.获取初始参考图像中，第一参考点的初始参考像素位置；
77.通过下式计算偏移角度：
78.cur_angle＝atan2((c0.x-q.x),(c0.y-q.y))
79.式中，cur_angle为偏移角度，q.x和q.y为视野中心坐标的x坐标值和y坐标值，c0.x和c0.y为初始参考像素位置的x坐标值和y坐标值；
80.通过下式计算偏移距离：
81.distance＝sqrt((c0.x-q.x)*(c0.x-q.x)+(c0.y-q.y)*(c0.y-q.y))
82.式中，distance为偏移距离；
83.通过下式计算机械臂的x轴参考移动距离和y轴参考移动距离：
84.offset_x＝-cos(cur_angle-angle_base)*distance*scale
85.offset_y＝sin(cur_angle-angle_base)*distance*scale
86.式中，offset_x为x轴参考移动距离，offset_y＝为y轴参考移动距离；
87.将x轴参考移动距离和y轴参考移动距离的组合作为参考移动参数；
88.根据第三参考像素位置计算机械臂末端的旋转轴心在摄像视野坐标系中的旋转中心坐标的步骤包括：
89.计算旋转中心坐标o((w/2+x3)/2,(h/2+y3)/2)，其中，w为长度值，h为宽度值，第三参考像素位置为(x3,y3)。
90.一实施例中，可以先获取第一参考图像的长度值w与宽度值h，由于摄像设备每一次采集的图像尺寸通常是一致的因此不需要再对其余参考图像重新获取尺寸。
91.一实施例中，通过视野中心坐标、第一坐标夹角和缩放比例参数得到机械臂的参考移动参数，能够实现基于摄像装置的，对机械臂的自动控制，使其根据上述参考移动参数
自动移动一定的距离，从而在物理位置上实现下一次对准，提高了标定效率和标定的准确性，避免了因人工介入导致的误差。
92.进一步地，对于步骤s6，根据第一标定坐标和第二标定坐标计算传送带相对于移动参考坐标系的流动方向的步骤包括：
93.通过下式计算所述流动方向与所述移动参考坐标系的x轴之间的移动夹角：
94.beltangletorobot＝atan2(p1.y-p2.y,p1.x-p2.x)
95.式中，beltangletorobot为所述流动方向与所述移动参考坐标系的x轴之间的移动夹角，p1.x和p1.y为所述第一标定坐标的x坐标值和y坐标值，p2.x和p2.y为所述第二标定坐标的x坐标值和y坐标值；
96.将所述第一标定坐标到所述第二标定坐标之间连线的延长线方向作为所述传送带的流动方向。
97.一实施例中，参照图5，是本方案公开的一种传送带流动方向示意图，分别获取传送带流动之前的标定点在摄像视野坐标系中的第一标定坐标p1，传动带在流动之后的标定点在摄像视野坐标系中的第二标定坐标p2，从而通过三角函数计算得到精确的移动夹角的度数，该移动夹角即流动方向相对于移动参考坐标系角度；具体地，该移动夹角的一条边为移动参考坐标系的x轴，另一条边为第一标定坐标p1到第二标定坐标p2的连线的延长线。
98.参照图6，是本方案公开的一种传送带流动方向的标定系统结构框图，系统包括：
99.参数获取单元100，用于响应于标定指令，获取机械臂的移动参考坐标系与摄像装置的摄像视野坐标系的第一坐标夹角以及缩放比例参数，其中，所述机械臂末端固定有所述摄像装置；
100.旋转中心获取单元200，用于根据所述第一坐标夹角和所述缩放比例参数，计算所述机械臂末端的旋转轴心在所述摄像视野坐标系中的旋转中心坐标；
101.第一标定坐标获取单元300，用于控制所述机械臂移动，使得所述旋转中心坐标与传送带上的标定点在所述摄像装置的视野中重叠，记录此时所述机械臂末端在所述移动参考坐标系中的第一标定坐标；
102.第二标定坐标获取单元400，用于控制所述传送带移动一段距离后停止，重新移动所述机械臂，使得所述旋转中心坐标与传送带上的标定点在所述摄像装置的视野中再次重叠，记录此时所述机械臂末端在所述移动参考坐标系中的第二标定坐标；
103.流动方向计算单元500，用于根据所述第一标定坐标和所述第二标定坐标计算所述传送带相对于所述移动参考坐标系的流动方向，以完成所述传送带的流动方向标定。
104.进一步地，参数获取单元100具体用于：
105.控制机械臂移动至标有第一参考点的示教面板上方，并将所述机械臂的末端的当前位置记录为第一参考坐标，其中，所述机械臂的末端为靠近所述示教面板的一端，所述末端固定有摄像装置；
106.控制所述摄像装置对所述第一参考点进行拍照，得到第一参考图像；
107.获取所述第一参考图像中，所述第一参考点的第一参考像素位置；
108.控制所述机械臂沿所述移动参考坐标系的横轴方向移动第一参考距离，并将所述机械臂的末端的当前位置记录为第二参考坐标；
109.根据所述第一参考坐标和第二参考坐标计算所述第一坐标夹角；
110.通过所述第一参考坐标、第二参考坐标和第一参考距离计算所述缩放比例参数。
111.进一步地，参数获取单元100还用于：
112.通过下式计算所述第一坐标夹角：
113.angle_base＝atan2((c2.x-c1.x),(c2.y-c1.y))
114.式中，angle_base为所述第一坐标夹角，c1.x和c1.y分别为所述第一参考坐标的x坐标值和y坐标值，c2.x和c2.y为所述第二参考坐标的x坐标值和y坐标值。
115.进一步地，参数获取单元100还用于：
116.通过下式计算所述缩放比例参数：
117.visionlen_power＝(c2.x-c1.x)*(c2.x-c1.x)+(c2.y-c1.y)*(c2.y-c1.y)
118.scale＝x_offset/sqrt(visionlen_power)
119.式中，visionlen_power为所述视野移动参数，scale为所述缩放比例参数，x_offset为所述第一参考距离。
120.进一步地，旋转中心获取单元200具体用于：
121.根据所述摄像装置的视野中心坐标、所述第一坐标夹角和所述缩放比例参数计算所述机械臂的参考移动参数；
122.根据所述参考移动参数控制所述机械臂移动，使得所述摄像装置的视野中心与所述第一参考点在所述摄像装置的视野中重叠；
123.控制所述机械臂末端沿所述旋转轴心旋转180
°
，并控制所述摄像装置对所述第一参考点进行拍照，得到偏移参考图像；
124.获取所述偏移参考图像中，所述第一参考点的第三参考像素位置；
125.根据所述第三参考像素位置计算所述机械臂末端的旋转轴心在所述摄像视野坐标系中的旋转中心坐标。
126.进一步地，旋转中心获取单元200还用于：
127.获取所述第一参考图像的长度值与宽度值，并根据所述第一参考图像的长度值与宽度值计算所述视野中心坐标的x坐标值和y坐标值；
128.控制所述摄像装置对所述第一参考点进行拍照，得到初始参考图像；
129.获取所述初始参考图像中，所述第一参考点的初始参考像素位置；
130.通过下式计算偏移角度：
131.cur_angle＝atan2((c0.x-q.x),(c0.y-q.y))
132.式中，cur_angle为所述偏移角度，q.x和q.y为所述视野中心坐标的x坐标值和y坐标值，c0.x和c0.y为所述初始参考像素位置的x坐标值和y坐标值；
133.通过下式计算偏移距离：
134.distance＝sqrt((c0.x-q.x)*(c0.x-q.x)+(c0.y-q.y)*(c0.y-q.y))
135.式中，distance为所述偏移距离；
136.通过下式计算所述机械臂的x轴参考移动距离和y轴参考移动距离：
137.offset_x＝-cos(cur_angle-angle_base)*distance*scale
138.offset_y＝sin(cur_angle-angle_base)*distance*scale
139.式中，offset_x为所述x轴参考移动距离，offset_y＝为所述y轴参考移动距离；
140.将所述x轴参考移动距离和y轴参考移动距离的组合作为所述参考移动参数；
141.所述根据所述第三参考像素位置计算所述机械臂末端的旋转轴心在所述摄像视野坐标系中的旋转中心坐标的步骤包括：
142.计算所述旋转中心坐标o((w/2+x3)/2,(h/2+y3)/2)，其中，w为所述长度值，h为所述宽度值，第三参考像素位置为(x3,y3)。
143.进一步地，流动方向计算单元500具体用于：
144.通过下式计算所述流动方向与所述移动参考坐标系的x轴之间的移动夹角：
145.beltangletorobot＝atan2(p1.y-p2.y,p1.x-p2.x)
146.式中，beltangletorobot为所述流动方向与所述移动参考坐标系的x轴之间的移动夹角，p1.x和p1.y为所述第一标定坐标的x坐标值和y坐标值，p2.x和p2.y为所述第二标定坐标的x坐标值和y坐标值；
147.将所述第一标定坐标到所述第二标定坐标之间连线的延长线方向作为所述传送带的流动方向。
148.参照图7，本技术实施例中还提供一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设计的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储传送带流动方向的标定数据等。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种传送带流动方向的标定方法。
149.本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定。
150.本技术一实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现一种传送带流动方向的标定方法。可以理解的是，本实施例中的计算机可读存储介质可以是易失性可读存储介质，也可以为非易失性可读存储介质。
151.综上，为本技术实施例中提供的传送带流动方向的标定方法、系统、设备和存储介质，通过获取机械臂与摄像装置之间的第一坐标夹角以及缩放比例参数，从而对机械臂的旋转轴心和摄像装置的视野中心进行校正，避免了因机械臂和摄像装置之间的配置差异影响机械臂的标定准确率的问题；在传送带上预先标记的标定点，采用摄像装置对标定点进行对准和追踪，使得机械臂不需要与标定点进行接触才能定位标定点，避免了接触式的标定方式，标定过程中容易误使标定点与传送带产生相对滑动，最终导致标定参数失效的问题，从而提高了传送带流动方向的标定准确率，降低了机械臂跟踪操作的累计误差；通过第一坐标夹角对机械臂的运动方向进行控制，并通过缩放比例参数对机械臂的运动距离进行控制，提高了对机械臂移动控制的精确性，实现基于摄像装置的机械臂自动控制，避免了人工介入对机械臂进行移动导致标定误差较大的问题；通过三角函数计算得到精确的夹角度数，即流动方向相对于移动参考坐标系角度，从而通过控制机械臂按照该角度对传送带上的物品进行流水线式自动跟踪操作，提高了机械臂跟踪操作的精确度。
152.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机
可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的和实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可以包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram通过多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双速据率sdram(ssrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
153.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。
154.以上所述仅为本技术的优选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种传送带流动方向的标定方法，其特征是，包括以下步骤：响应于标定指令，获取机械臂的移动参考坐标系与摄像装置的摄像视野坐标系的第一坐标夹角以及缩放比例参数，其中，机械臂末端固定有所述摄像装置；根据所述第一坐标夹角和所述缩放比例参数，计算所述机械臂末端的旋转轴心在所述摄像视野坐标系中的旋转中心坐标；控制所述机械臂移动，使得所述旋转中心坐标与传送带上的标定点在所述摄像装置的视野中重叠，记录此时所述机械臂末端在所述移动参考坐标系中的第一标定坐标；控制所述传送带移动一段距离后停止，重新移动所述机械臂，使得所述旋转中心坐标与传送带上的标定点在所述摄像装置的视野中再次重叠，记录此时所述机械臂末端在所述移动参考坐标系中的第二标定坐标；根据所述第一标定坐标和所述第二标定坐标计算所述传送带相对于所述移动参考坐标系的流动方向，以完成所述传送带的流动方向标定。2.根据权利要求1所述的传送带流动方向的标定方法，其中，所述获取机械臂的移动参考坐标系与摄像装置的摄像视野坐标系的第一坐标夹角以及缩放比例参数的步骤包括：控制机械臂移动至标有第一参考点的示教面板上方，并将所述机械臂的末端的当前位置记录为第一参考坐标，其中，所述机械臂的末端为靠近所述示教面板的一端，所述末端固定有摄像装置；控制所述摄像装置对所述第一参考点进行拍照，得到第一参考图像；获取所述第一参考图像中，所述第一参考点的第一参考像素位置；控制所述机械臂沿所述移动参考坐标系的横轴方向移动第一参考距离，并将所述机械臂的末端的当前位置记录为第二参考坐标；根据所述第一参考坐标和第二参考坐标计算所述第一坐标夹角；通过所述第一参考坐标、第二参考坐标和第一参考距离计算所述缩放比例参数。3.根据权利要求2所述的传送带流动方向的标定方法，其中，所述根据所述第一参考坐标和第二参考坐标计算所述第一坐标夹角的步骤包括：通过下式计算所述第一坐标夹角：angle_base＝atan2((c2.x-c1.x),(c2.y-c1.y))式中，angle_base为所述第一坐标夹角，c1.x和c1.y分别为所述第一参考坐标的x坐标值和y坐标值，c2.x和c2.y为所述第二参考坐标的x坐标值和y坐标值。4.根据权利要求3所述的传送带流动方向的标定方法，其中，所述通过所述第一参考坐标、第二参考坐标和第一参考距离计算所述缩放比例参数的步骤包括：通过下式计算所述缩放比例参数：visionlen_power＝(c2.x-c1.x)*(c2.x-c1.x)+(c2.y-c1.y)*(c2.y-c1.y)scale＝x_offset/sqrt(visionlen_power)式中，visionlen_power为所述视野移动参数，scale为所述缩放比例参数，x_offset为所述第一参考距离。5.根据权利要求4所述的传送带流动方向的标定方法，其中，所述根据所述第一坐标夹角和所述缩放比例参数，计算所述机械臂末端的旋转轴心在所述摄像视野坐标系中的旋转中心坐标的步骤包括：
根据所述摄像装置的视野中心坐标、所述第一坐标夹角和所述缩放比例参数计算所述机械臂的参考移动参数；根据所述参考移动参数控制所述机械臂移动，使得所述摄像装置的视野中心与所述第一参考点在所述摄像装置的视野中重叠；控制所述机械臂末端沿所述旋转轴心旋转180
°
，并控制所述摄像装置对所述第一参考点进行拍照，得到偏移参考图像；获取所述偏移参考图像中，所述第一参考点的第三参考像素位置；根据所述第三参考像素位置计算所述机械臂末端的旋转轴心在所述摄像视野坐标系中的旋转中心坐标。6.根据权利要求5所述的传送带流动方向的标定方法，其中，所述根据所述摄像装置的视野中心坐标、所述第一坐标夹角和所述缩放比例参数计算所述机械臂的参考移动参数的步骤包括：获取所述第一参考图像的长度值与宽度值，并根据所述第一参考图像的长度值与宽度值计算所述视野中心坐标的x坐标值和y坐标值；控制所述摄像装置对所述第一参考点进行拍照，得到初始参考图像；获取所述初始参考图像中，所述第一参考点的初始参考像素位置；通过下式计算偏移角度：cur_angle＝atan2((c0.x-q.x),(c0.y-q.y))式中，cur_angle为所述偏移角度，q.x和q.y为所述视野中心坐标的x坐标值和y坐标值，c0.x和c0.y为所述初始参考像素位置的x坐标值和y坐标值；通过下式计算偏移距离：distance＝sqrt((c0.x-q.x)*(c0.x-q.x)+(c0.y-q.y)*(c0.y-q.y))式中，distance为所述偏移距离；通过下式计算所述机械臂的x轴参考移动距离和y轴参考移动距离：offset_x＝-cos(cur_angle-angle_base)*distance*scaleoffset_y＝sin(cur_angle-angle_base)*distance*scale式中，offset_x为所述x轴参考移动距离，offset_y＝为所述y轴参考移动距离；将所述x轴参考移动距离和y轴参考移动距离的组合作为所述参考移动参数；所述根据所述第三参考像素位置计算所述机械臂末端的旋转轴心在所述摄像视野坐标系中的旋转中心坐标的步骤包括：计算所述旋转中心坐标o((w/2+x3)/2,(h/2+y3)/2)，其中，w为所述长度值，h为所述宽度值，第三参考像素位置为(x3,y3)。7.根据权利要求6所述的传送带流动方向的标定方法，其中，所述根据所述第一标定坐标和所述第二标定坐标计算所述传送带相对于所述移动参考坐标系的流动方向的步骤包括：通过下式计算所述流动方向与所述移动参考坐标系的x轴之间的移动夹角：beltangletorobot＝atan2(p1.y-p2.y,p1.x-p2.x)式中，beltangletorobot为所述流动方向与所述移动参考坐标系的x轴之间的移动夹角，p1.x和p1.y为所述第一标定坐标的x坐标值和y坐标值，p2.x和p2.y为所述第二标定坐
标的x坐标值和y坐标值；将所述第一标定坐标到所述第二标定坐标之间连线的延长线方向作为所述传送带的流动方向。8.一种传送带流动方向的标定系统，其特征是，包括：参数获取单元，用于响应于标定指令，获取机械臂的移动参考坐标系与摄像装置的摄像视野坐标系的第一坐标夹角以及缩放比例参数，其中，机械臂末端固定有所述摄像装置；旋转中心获取单元，用于根据所述第一坐标夹角和所述缩放比例参数，计算所述机械臂末端的旋转轴心在所述摄像视野坐标系中的旋转中心坐标；第一标定坐标获取单元，用于控制所述机械臂移动，使得所述旋转中心坐标与传送带上的标定点在所述摄像装置的视野中重叠，记录此时所述机械臂末端在所述移动参考坐标系中的第一标定坐标；第二标定坐标获取单元，用于控制所述传送带移动一段距离后停止，重新移动所述机械臂，使得所述旋转中心坐标与传送带上的标定点在所述摄像装置的视野中再次重叠，记录此时所述机械臂末端在所述移动参考坐标系中的第二标定坐标；流动方向计算单元，用于根据所述第一标定坐标和所述第二标定坐标计算所述传送带相对于所述移动参考坐标系的流动方向，以完成所述传送带的流动方向标定。9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，其特征是，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的传送带流动方向的标定方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征是，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的传送带流动方向的标定方法的步骤。

技术总结
本公开的一种传送带流动方向的标定方法、系统、设备和存储介质，包括响应于标定指令，获取机械臂与摄像装置的第一坐标夹角以及缩放比例参数；计算机械臂末端的旋转轴心在摄像视野坐标系中的旋转中心坐标；记录分别机械臂末端在移动参考坐标系中的第一标定坐标和第二标定坐标；根据第一标定坐标和第二标定坐标计算传送带相对于移动参考坐标系的流动方向，以完成所述传送带的流动方向标定，从而避免了因机械臂和摄像装置之间的配置差异，以及接触式的标定方式在标定过程中容易误使标定点与传送带产生相对滑动，最终导致标定参数失效的问题，提高了传送带流动方向的标定准确率，降低了机械臂跟踪操作的累计误差。了机械臂跟踪操作的累计误差。了机械臂跟踪操作的累计误差。


技术研发人员：罗佳彬
受保护的技术使用者：广州视琨电子科技有限公司
技术研发日：2021.08.02
技术公布日：2023/2/9