单相机抓取

## 单相机抓取
根据相机拍到的工件位置计算，输出机械手抓取坐标。（相机位置固定）

## 模块原理

通过采集到的图片，优化特征匹配定位到图像抓取点，再通过标定转换机械点给到设备去抓取。此模块为**眼在手外**的模式，即相机每次抓取的拍照位置固定。

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机械模型分为带角度的XYR,XR,YR和不带角度的XY,X,Y类型。两种抓取的计算方式是不同的。带角度的抓取要求输入的标定数据也是带角度的XYR,XR,YR类型。不带角度的抓取则对标定没有要求。
抓取模式为多个目标时，输入和输出都为数组形式。补偿量在带角度R的机械模型时，补偿的R会影响XY的值。（即，只补偿R>的情况下，机械手抓取工件的位置XY不会变，但机械实际坐标XY会为了补偿旋转，计算少量变化。）
#### 示教
![](/media/202601/2026-01-15_175050_7411340.9344697216728913.png)
示教为在抓取之前或过程中，由操作员或工程师教导系统如何识别目标物体、理解场景或执行特定视觉任务的过程。操作步骤为，在抓取平面放置一个物料，获取其图像上的工件像素点和工件像素角度，通过点击**学习当前值**记录。然后手动将机械手对准示教工件，并记录抓取姿态到**示教抓取姿态**。
每次创建新的抓取模块，标定改变，机械手的抓取位置变动时都要重新进行**示教**。

## 使用场景
在做抓取或者抓取放置前，需要先完成机械手和相机的标定，并在模块引入。
单相机抓取是机器视觉中最基础也最常用的技术方案它通过单个工业相机获取目标物体的二维图像信息，结合图像处理算法实现物体的识别、定位和抓取。

## 使用方法

### 前后序模块
**相机采图**，**优化特征匹配**获取单相机抓取的工件图像点坐标，**标定引用**引入标定输入单相机抓取转换图像点坐标。
完成端口连接后，先运行一次，学习输入的图像点坐标，然后手动机械对位，获取示教的机械点输入。之后运行即可得到抓取坐标输出。

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## 参数配置说明

机械模型：
【XYR】机械结构XY轴可平移，并能旋转。
【XY】机械结构XY轴可平移，但不能旋转或不需要旋转。
【XR（Y分离）】机械结构仅存在X轴平移，并能旋转，Y轴结构分离。
【YR（X分离）】机械结构仅存在Y轴平移，并能旋转，X轴结构分离。
【X（Y分离）】机械结构仅X轴平移，Y轴结构分离。
【Y（X分离）】机械结构仅Y轴平移，X轴结构分离。
【抓取模式】单个目标：只抓取一次；多个目标：对视野中多个目标依次抓取。
【机械行程】机械手允许的行程范围，超出范围会报错。
【补偿量】机械坐标，在机械坐标系中进行补偿。点击订阅时，可通过端口引入补偿量。
【参考图像】机械抓取时相机拍照的图像。

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【示教像素姿态】图像坐标，用于示教物料的像素姿态。可依据端口的工件像素点及工件像素角度手动输入，亦可点击学习当前值，自动学习当前工件像素点/角度，此时应保证学习的工件像素图像为示教的物料图像。学习一次即可，若改变了示教物料的图像坐标，才需再次学习。
【示教抓取姿态】机械坐标，用于抓取示教物料的机械末端坐标。可手动输入，亦可点击订阅，通过端口值获取姿态。只需示教一次，若更改示教位置，才需再次示教。

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机械行程代表机械的可移动范围，当输出的绝对坐标大于机械行程时，会报错，但不会影响结果输出。
## 输出说明

![](/media/202601/2026-01-15_175306_6259700.7410542326276847.png)
输出有抓取姿态和偏移姿态两组。抓取姿态为机械手的实际抓取姿态，也是【机械行程】的判断范围。偏移姿态为机械手相对与示教位置的偏移，不判断机械行程。

| 特征   | 抓取姿态       | 偏移姿态              |
|------|------------|-------------------|
| 坐标类型 | 绝对坐标(GPS式) | 相对坐标(参照物式)        |
| 安全检测 | 全面检查机械行程   | 不检查范围             |
| 主要作用 | 最终执行位置     | 位置微调              |
| 类比   | 详细收货地址     | "在你左前方"           |
| 依赖关系 | 绝对坐标(GPS式) | 包含示教坐标+偏移量仅基于示教坐标 |
## 注意事项

1. 使用下相机时需要X轴镜像，因为下相机拍摄到的机械的坐标系是与实际相反的。
2. 使用带角度的抓取类型时，要求输入的标定数据也是带角度的XYR,XR,YR类型。
3. 每次创建新的抓取模块，标定改变，机械手的抓取位置变动时都要重新进行示教。
4. 学习示教图像点需要先运行一次，得到输入才能学习。
   
## 错误排查
1. 当抓取不准时，优先重新示教，再次测试。
2. 关注特征匹配模块是否获取准确图像。
3. 如果还无法抓准，需要测试标定的准确度（标定模块有介绍测试）。
4. 如果存在偏移角度变大，会导致xy不准情况，可能时标定旋转中心计算错误导致，尝试重新标定，修改标定方式，提高旋转中心的计算（添加标定校验或使用长半径标定模块）。
5. 如果在中心准确四周会有xy偏差情况，考虑图像畸变（使用图像畸变矫正模块），或者标定比例尺计算错误（使用标定校准模块）。

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