金翰林

(沈阳工业大学 机械工程学院，辽宁 沈阳 110870)

0 引言

现有的工业机器人通常根据设定好的位置进行工作，一旦位置发生变化便无法继续工作，必须对其重新进行编程设定[1]。为了满足快速发展的市场需求，一种结合视觉传感器的工业机器人应运而生，该机器人通过视觉传感器获得被加工零件图像，对图像数据处理后获得零件的相关信息并进行工作，从而可大大降低更改生产流程所造成的损失，为企业谋求更高的利润和生产效率。本文将对基于视觉的机械臂目标抓取进行研究。

1 建立相机模型

相机拍摄被测物体图像，经过图像处理后获得的物体位置信息只相对于图像，无法直接利用它对物体进行抓取，需要将其转换成三维空间的位姿。由于被测物体放在工作台上，所以需要得知工作台相对于相机成像平面的投影关系，即建立相机投影模型[2]。模型建立后，还需考虑对模型准确性产生影响的因素，对镜头制作过程产生的径向畸变和在相机组装过程中产生的切向畸变进行分析并消除其产生的影响。

1.1 相机投影模型

相机的成像平面实际上是由像素点组成，生成的图像是以像素点为单位，相机投影模型实质为通用坐标系和像素坐标系之间的转换关系。为了计算出通用坐标系和像素坐标系之间的转换关系，需要添加相机坐标系作为中间转换坐标系。坐标系相互转变过程如图1所示。

像素坐标系和相机坐标系相互转换是二维与三维之间的转换，需要对相机光路进行分析。……