(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210602509.8 (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 苏州超集信息科技有限公司 地址 215000 江苏省苏州市工业园区新昌 路28号 (72)发明人 鲁敏　 (74)专利代理 机构 苏州市中南伟业知识产权代 理事务所(普通 合伙) 32257 专利代理师 王广浩 (51)Int.Cl. B23P 19/06(2006.01) B23P 19/00(2006.01) B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种螺丝组装孔位识别方法及螺丝组装机 器人 (57)摘要 本发明涉及一种螺丝组装孔位识别方法， 包 括以下步骤： S1： 计算第一变换矩阵； S2： 检测所 有第一螺丝孔位； S3： 对检测到的所有第一螺丝 孔位进行编码； S4： 检测螺丝刀位置和第二螺丝 孔位； S5： 计算第二变换矩阵； S6： 验证第二变换 矩阵， 得到正确的第二螺丝孔位及编号； S7： 将检 测到的螺丝刀坐标通过第一变换矩 阵转换到螺 丝孔平面， 得到螺丝刀所在螺丝孔编号并返回编 号。 本发明的一种螺丝组装机器人通过存储 标准 待作业机器上的第一螺丝孔位与编码， 将作业第 二螺丝孔位与第一螺丝孔位进行对比， 得到第二 变换矩阵， 通过第一变换矩阵判断螺丝刀批头的 实时位置， 从而在作业产品摆放角度不统一时也 能够按照工艺要求的顺序正确依次拧固第二螺 丝。 权利要求书2页 说明书7页 附图6页 CN 114850852 A 2022.08.05 CN 114850852 A 1.一种螺 丝组装孔 位识别方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 采集标准作业时螺丝刀图片， 检测标准作业时螺丝刀图片中螺丝刀顶部中心点坐 标和与其对应的螺 丝孔坐标， 并通过两者的坐标计算第一变换矩阵； S2： 采集标准待作业图片， 并检测出图片中的所有第一螺 丝孔位； S3： 对检测到的所有第一螺丝孔位进行编码， 将编码后的第一螺丝孔位所在位置作为 标准位置进行保存； S4： 实时采集作业图片， 实时检测出作业图片中的螺 丝刀位置和所有第二螺 丝孔位； S5： 将检测到的第二螺丝孔位与保存的第一螺丝孔位进行对比计算， 得到第二变换矩 阵； S6： 根据第二变换矩阵和保存的第一螺丝孔位得到所有第二螺丝孔位， 将计算得到的 第二螺丝孔位与作业图片中检测到的第二螺丝孔位进 行匹配验证， 得到正确完整的第二螺 丝孔位及相应编号； S7： 根据第一变换矩阵实时计算得到作业图片中螺丝刀批头中心点的实时位置， 计算 螺丝刀批头中心点与最近的第二螺 丝孔位的间距， 判断间距是否小于或等于预设值： 若小于或等于预设值， 则表示螺丝刀此刻在该第二螺丝孔位处， 将该第二螺丝孔的编 号与当前需要拧固的第二螺丝孔编号进行对比， 若相同， 则螺丝刀拧固第二螺丝， 否则， 螺 丝刀不拧动； 若大于预设值， 表示螺 丝刀此刻未在任一第二螺 丝孔处， 螺 丝刀不拧动； S8： 重复步骤S4 ‑S7， 直至所有需要 拧固的第二螺 丝孔拧固完毕。 2.根据权利要求1所述的一种螺丝组装孔位识别方法， 其特征在于， 所述步骤S3 中对检 测到的所有第一螺丝孔进 行编码， 将编码后的第一螺丝孔位作为标准位置进 行保存的方法 为： 根据标准作业图构建二维坐标系， 分为横向的X轴和纵向的Y轴， 根据Y轴 方向对第一螺 丝孔分组， 根据X轴方向对每个小组中的第一螺丝孔进 行排序， 通过 组号和序号得到第一螺 丝孔的编号， 并将第一螺 丝孔的编号与其X轴 、 Y轴坐标对应保存。 3.根据权利要求2所述的一种螺丝组装孔位识别方法， 其特征在于， 所述步骤S6 中根据 第二变换矩阵和保存的第一螺丝孔位得到所有第二螺丝孔位， 将 计算得到的第二螺丝孔位 与作业图片中检测到的第二螺丝孔位进行匹配验证， 得到正确完整的第二螺丝孔位及相应 编号的方法为： S61： 对第二螺丝孔位以Y轴分组后， 根据X轴方向对每个小组中的第二螺丝孔位进行排 序， 通过组号和序号得到第二螺丝孔的编号， 对任意一组中的两个第二螺丝孔的间距进行 计算； S62： 对所有第一螺 丝孔之间的间距进行计算； S63： 将S61中计算得到的其中一组第二螺丝孔的间距与所有第一螺丝孔的间距进行相 减， 将差值小于或等于预设值的所有第一螺 丝孔组筛 选出来； S64： 通过其中一组第一螺丝孔位中的任一个第 一螺丝孔位为起点， 另一个第一螺丝孔 位为终点得到该组第一螺丝孔位的向量， 通过该组第二螺丝孔位中的任一个第二螺丝孔位 为起点， 另一个第二螺丝孔位为终点得到该组第二螺丝孔位的向量， 根据两个向量计算旋 转量， 根据两个第一螺丝孔的中点坐标和两个第二螺丝的中点坐标计算平移量， 通过旋转 量和平移量计算第二变换矩阵， 并通过该第二变换矩阵和所有第一螺丝孔位计算其对应的权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114850852 A 2第二螺丝孔位， 将实际的任意 一个第二螺 丝孔位与计算得到的第二螺 丝孔位进行对比： 若两者的坐标误差在预设值范围内， 则表示该实际的第 二螺丝孔与 该计算得到的第 二 螺丝孔对应， 并继续验证下一个实际的第二螺丝孔， 直至所有实际的第二螺丝孔均在计算 得到的第二螺丝孔中找到与其对应的， 则计算得到的第二变换矩阵的验证通过， 即通过该 第二变换矩阵得到的所有第二螺 丝孔位正确； 若两者的坐标误差不在预设值范围内， 判断是否还有差值小于或等于预设值的第 一螺 丝孔位组， 若有， 则重复步骤S 64直至第二变换矩阵的验证通过， 若没有， 将该 组第二螺丝组 排除后重复步骤S 63， 直至所有第二螺丝孔位组计算得到的第二变换矩阵均验证失败， 则发 出错误报告并返回步骤S4。 4.根据权利要求3所述的一种螺丝组装孔位识别方法， 其特征在于， 所述步骤S64中通 过其中一组第一螺丝孔位中的任一个第一螺丝孔位为起点， 另一个第一螺丝孔位为 终点得 到该组第一螺丝孔位的向量， 通过该组第二螺丝中孔位的任一个第二螺丝孔位为起点， 另 一个第二螺丝孔位为 终点得到该组第二螺丝孔位的向量时， 先根据所判断的第二螺丝孔位 组中的两个第二螺丝孔位的序号先后和两个第二螺丝孔位的坐标、 第一螺丝孔位组计算第 二螺丝孔位组与第一螺 丝孔位组之间的余弦值： 若余弦值大于0， 则通过该第一螺丝孔位组与第二螺丝孔位组计算所有第二螺丝孔位 组的第二变换矩阵； 若余弦值小于0， 则改变所判断的第二螺丝孔位组中的向量方向后再计算第二变换矩 阵。 5.根据权利要求1所述的一种螺丝组装孔位识别方法， 其特征在于， 所述步骤S1中采集 标准作业螺 丝刀图片时， 采集至少四个不同位置的螺 丝刀图片。 6.根据权利要求1所述的一种螺丝组装孔位识别方法， 其特征在于， 所述步骤S4中实时 采集作业图片， 实时检测作业图片 中的螺丝刀位置和所有第二螺丝孔位时， 通过训练后的 centernet模型进行检测。 7.一种螺 丝组装机器人， 其特 征在于， 包括： 图像采集模块； 和螺 丝刀模块， 所述螺 丝刀模块用于拧固螺 丝； 和 驱动模块， 所述驱动模块根据权利要求1 ‑6中任一项所述的螺丝组装孔位识别方法识 别螺丝孔并驱动螺 丝刀模块拧固螺 丝。 8.根据权利要求7所述的一种螺丝组装机器人， 其特征在于， 调整模块， 所述调整模块 用于调整所述螺 丝刀模块的位置 。 9.一种计算机介质， 其特征在于， 所述计算机介质上存储有计算机程序， 所述计算机程 序被处理器执行实现根据权利要求1 ‑6中任一项所述的螺 丝组装孔 位识别方法。 10.一种计算机， 其特 征在于， 包括 根据权利要求9所述的一种计算机介质。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114850852 A 3