湖南大学冯运获国家专利权
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龙图腾网获悉湖南大学申请的专利局部姿态不变的模板匹配装配定位方法、系统和设备获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120070454B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510552266.5,技术领域涉及:G06T7/00;该发明授权局部姿态不变的模板匹配装配定位方法、系统和设备是由冯运;黄颖;朱青;张雅芝;吴成中;周显恩;王耀南设计研发完成,并于2025-04-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本局部姿态不变的模板匹配装配定位方法、系统和设备在说明书摘要公布了:本发明公开了一种局部姿态不变的模板匹配装配定位方法、系统和设备,采集待装配工件和装配环境的图像数据;结合全局粗定位与局部姿态不变量的精定位的装配策略,实现机器人在视觉引导下的高精度装配;采用局部特征提取算法提取图像中的关键点,通过标定工件到末端坐标的变换矩阵,间接确定机器人的装配坐标位姿;利用局部姿态不变对信息进行匹配处理实现工件位置定位;通过匹配的特征点,估计目标物体的相对位置、角度、旋转等姿态信息。本发明通过将视觉信息与机器人局部参考位姿相结合,提供了一种新的装配位姿计算方法,解决了机器人本体重复定位精度和系统的绝对定位精度不精准的问题,有效提升检测效率、检测精度。
本发明授权局部姿态不变的模板匹配装配定位方法、系统和设备在权利要求书中公布了:1.一种局部姿态不变的模板匹配装配定位方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤: S100:采集待装配工件及装配环境的图像数据; S200:应用Sobel算子对图像数据进行全局粗定位,通过水平和垂直边缘的梯度变化检测图像中的边缘信息,确定工件的候选区域; S300:在候选区域内,采用尺度不变特征变换算法提取工件的关键点,基于关键点生成局部特征描述子; S400:将局部特征描述子与预存模板的特征进行匹配,通过匹配的关键点估计工件的位姿信息; S500:基于机器人末端吸嘴真空夹持器夹持工件固定约束条件,结合预标定的机器人末端吸嘴真空夹持器坐标系C到工件坐标系W的变换矩阵,解算机器人末端吸嘴真空夹持器的装配位姿,并根据装配位姿控制机器人完成工件的装配操作; S500包括: S510:定义机器人末端吸嘴真空夹持器在基坐标系B下的位姿,其中,末端吸嘴真空夹持器的位姿包含位置和姿态; S520:标定吸嘴真空夹持器坐标系C到工件坐标系W的变换矩阵; S530:通过机器人末端吸嘴真空夹持器的位置和姿态信息,结合吸嘴真空夹持器与工件之间的固定约束条件,确定夹持器在工件坐标系中的位姿,吸嘴与工件的配合需满足双坐标系对齐条件: ; 其中,为固定配合位姿,表示吸嘴与工件接触时,夹持器坐标系相对于工件坐标系的预期姿态,为吸嘴与工件接触时,夹持器中心原点在工件坐标系中的预期坐标; S540:根据吸嘴真空夹持器坐标系C到工件坐标系W的变换矩阵,结合工件在基坐标系中的位姿,计算机器人末端吸嘴真空夹持器在基坐标系中的实际位姿: ; 其中,是夹持器在基坐标系下的位姿,是工件在基坐标系下的位姿,是吸嘴真空夹持器坐标系到工件坐标系的变换矩阵; S550:根据解算出的机器人末端吸嘴真空夹持器的位姿信息,机器人调整其运动轨迹,以确保夹持器正确地固定在工件的指定位置上,结合机器视觉系统的反馈进行校正,从而确保精确的装配位姿。
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