[發明專利]機械手臂系統參數的校正方法與校正裝置

有效

• 申請號: 201010597933.5
• 申請日: 2010-12-20
• 公開（公告）號: CN102452081A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 胡竹生;張永融;簡銘志
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00;B25J13/00;B25J9/16
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 祁建國;李巖

1.一種機械手臂系統參數的校正方法，該機械手臂系統包括一基座、一機械手臂、與至少一攝像單元，其中該機械手臂具有一第一端與一第二端，該第一端連接至該基座，其特征在于，該校正方法包括：

取得一激光單元相對于該機械手臂的該第二端的一第一初始參數集合，其中該激光單元設置在該機械手臂的該第二端；

取得一平面相對于該機械手臂的該第一端的一第二初始參數集合，其中該平面設置在該攝像單元前；

取得該攝像單元的一第三初始參數集合；

取得該攝像單元相對于該機械手臂的該第一端的一第四初始參數集合；

取得該機械手臂的該第二端相對于該第一端的一第五參數集合；

移動該機械手臂的該第二端到至少一位置姿態，其中該激光單元投射一光束至該平面上形成一光點，使該光點在該攝像單元上形成影像而取得該光點相對于該攝像單元的至少一實際位置；

藉由該第一初始參數集合、該第二初始參數集合、該第三初始參數集合、該第四初始參數集合與該第五參數集合取得該光點相對于該攝像單元的至少一預測位置；

將彼此對應的該預測位置與該實際位置的相對差異量形成一方程式；以及

藉由一算法取得該方程式的參數解，以校正該第一初始參數集合、該第二初始參數集合、該第三初始參數集合與該第四初始參數集合。

2.如權利要求1所述的校正方法，其特征在于，該第一初始參數集合包括該激光單元相對于該機械手臂的該第二端的一單位向量與一第二平移向量。

3.如權利要求1所述的校正方法，其特征在于，該第五參數集合包括該機械手臂的該第二端相對于該第一端的至少一第二旋轉矩陣與至少一第三平移向量。

4.如權利要求1所述的校正方法，其特征在于，該第三初始參數集合為該攝影機的一內部參數，該內部參數包括兩個焦距、兩個主軸點、一偏斜系數與五個失真系數。

5.如權利要求1所述的校正方法，其特征在于，該第四初始參數集合包括該攝像單元相對于該機械手臂的該第一端的一第一旋轉矩陣與一第一平移向量。

6.如權利要求1所述的校正方法，其特征在于，該第二初始參數集合包括該平面的一法向量與該平面的一位置向量。

7.如權利要求6所述的校正方法，其特征在于，藉由該第四初始參數集合與該平面相對于該攝像單元的空間關系，而取得該平面相對于該機械手臂的該第二初始參數集合。

8.如權利要求1所述的校正方法，其特征在于，該方程式為該實際位置與該預測位置的相對差異量的最小化。

9.如權利要求1所述的校正方法，其特征在于，該算法包括Levenberg-Marquardt算法、Gauss-Newton算法或gradient?descent算法。

10.如權利要求1所述的校正方法，更包括：

改變該機械手臂的姿態，以改變該光點在該平面上的位置，以取得該光點的多個該預測位置與多個該實際位置。

11.如權利要求10所述的校正方法，其特征在于，藉由該第一初始參數集合、該第三初始參數集合、該第五參數集合、該光點的該些實際位置與該平面相對于該攝像單元的空間關系，而取得該攝像單元相對于該機械手臂的該第一端的該第四初始參數集合。

12.如權利要求11所述的校正方法，其特征在于，該第五參數集合包括多個第二旋轉矩陣與多個第三平移向量。

13.如權利要求1所述的校正方法，更包括：設置一圖樣在該平面上以取得該方程式的一初始參數。

14.如權利要求13所述的校正方法，其特征在于，藉由計算多張該圖樣的影像而取得該攝像單元的該第三初始參數集合。

15.如權利要求13所述的校正方法，在設置該圖樣在該平面上之前，更包括：

改變該平面的位置或姿態，以取得該光點的多個該預測位置與多個該實際位置。