機械臂移動后視覺姿勢自動校準(zhǔn),是保障視覺-機械臂協(xié)同系統(tǒng)精準(zhǔn)作業(yè)的核心技術(shù),其核心目標(biāo)是在機械臂因運動誤差、負(fù)載變化、環(huán)境干擾等因素導(dǎo)致末端視覺模塊(相機)姿勢偏移后,通過視覺感知與算法優(yōu)化,自動修正相機坐標(biāo)系與機械臂坐標(biāo)系、世界坐標(biāo)系的映射關(guān)系,確保視覺定位精度與協(xié)同控制可靠性。機械臂移動過程中,關(guān)節(jié)間隙、伺服誤差、連桿形變等因素易引發(fā)末端視覺模塊的位姿漂移,若未及時校準(zhǔn),會導(dǎo)致視覺識別的目標(biāo)坐標(biāo)與機械臂執(zhí)行坐標(biāo)失配,進(jìn)而引發(fā)抓取偏差、裝配失效等問題。因此,自動校準(zhǔn)技術(shù)需構(gòu)建“實時感知-偏差計算-動態(tài)修正-閉環(huán)驗證”的全流程體系,結(jié)合手眼標(biāo)定原理、視覺特征匹配、運動學(xué)補償?shù)燃夹g(shù),實現(xiàn)機械臂移動后的快速、精準(zhǔn)、無人干預(yù)的視覺姿勢校準(zhǔn),廣泛適配工業(yè)精密裝配、機器人抓取分揀、自動化檢測等依賴視覺-機械臂協(xié)同的高精度場景。從技術(shù)體系的核心構(gòu)成來看,機械臂移動后視覺姿勢自動校準(zhǔn)系統(tǒng)主要包括“視覺感知模塊、機械臂運動狀態(tài)采集模塊、核心算法處理模塊、執(zhí)行修正模塊”四大核心單元,各單元協(xié)同完成校準(zhǔn)全流程。視覺感知模塊是校準(zhǔn)的基礎(chǔ),通常采用“眼在手上”(相機固定于機械臂末端,隨機械臂移動)或“眼在手外”(相機固定于固定基座,不隨機械臂移動)兩種部署方式,核心由高分辨率相機(單目、雙目或深度相機)構(gòu)成,負(fù)責(zé)采集標(biāo)定靶標(biāo)或場景特征的圖像信息,為姿勢偏差檢測提供原始數(shù)據(jù);其中雙目或深度相機可直接獲取三維特征信息,提升校準(zhǔn)效率,單目相機則需結(jié)合多姿態(tài)采集實現(xiàn)三維姿勢求解。機械臂運動狀態(tài)采集模塊通過機械臂控制柜的編碼器數(shù)據(jù),實時獲取各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角、末端理論位姿等信息,與視覺感知的實際姿勢進(jìn)行比對,為偏差計算提供基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。核心算法處理模塊是校準(zhǔn)的“大腦”,集成手眼標(biāo)定算法、特征匹配算法、運動學(xué)補償算法等,負(fù)責(zé)完成圖像特征提取、姿勢偏差計算、校準(zhǔn)參數(shù)求解等核心任務(wù)。執(zhí)行修正模塊則根據(jù)算法輸出的校準(zhǔn)參數(shù),驅(qū)動機械臂末端視覺模塊微調(diào)姿勢,或更新視覺-機械臂的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣,完成姿勢校準(zhǔn)閉環(huán)。機械臂移動后視覺姿勢自動校準(zhǔn)的核心實施流程遵循“預(yù)標(biāo)定奠基-移動后感知-偏差求解-動態(tài)修正-閉環(huán)驗證”的分層遞進(jìn)邏輯,各環(huán)節(jié)緊密銜接確保校準(zhǔn)精度與效率。首先是預(yù)標(biāo)定奠基環(huán)節(jié),這是自動校準(zhǔn)的基礎(chǔ)前提,需在系統(tǒng)初始化階段完成手眼標(biāo)定,建立相機坐標(biāo)系與機械臂坐標(biāo)系的初始映射關(guān)系。