[發明專利]一種基于指數積模型的手眼機器人全自動標定方法

有效

• 申請號: 201310030955.7
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN103115615A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 王海霞;盧曉
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00;G01B11/00;G06T7/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

1.一種基于指數積模型的手眼機器人全自動標定方法，其特征在于包括以下步驟：

a提供工業機器人、末端雙目相機、一塊平面鏡和若干覘標；末端雙目相機采取可拆分式連接方式安裝于機器人末端，覘標粘貼于平面鏡的鏡面上和機器人末端工具控制點處；然后進入步驟b，

b確定機器人的初始位置，并選擇合適的位置將粘貼有覘標的平面鏡放置于末端雙目相機視場范圍內，同時利用末端雙目相機獲取平面鏡的鏡面圖像一張，該鏡面圖像中包含鏡面覘標信息和反射到鏡子里面的末端手抓上的覘標信息，用來標定手眼關系；然后進入步驟c，

c控制機器人從末端關節開始逐一旋轉，利用末端雙目相機在每個關節旋轉過程中間隔一定角度拍攝鏡面覘標圖像一次，直到其超出相機視場范圍為止；假設機器人每個關節運動過程中獲得m_i幅圖像，i=1,...,n，n為機器人關節個數，利用幅圖像標定相機和機器人關節參數。

2.根據權利要求1所述的一種基于指數積模型的手眼機器人全自動標定方法，其特征在于：

上述步驟a中，設定機器人的指數積運動模型為：

gwt(θ)=eξ^1θ1eξ^2θ2...eξ^nθn]]>

其中g_WT(θ)是機器人處于θ=(θ₁,θ₂,θ₃,...,θ_n)時末端工具坐標系T相對世界坐標系W的變換關系，是運動旋量的指數矩陣；

上述步驟b中，設定手眼變化關系為A_ch，其中A_oc和A_ch′為已知數據；

上述步驟c中，假設末端雙目相機在第i個關節旋轉過程中測量的點記為X_i=(x_i1,x_i2,...,x_im)，i=1,...,n，x_ij∈R^4×num為空間三維齊次坐標，m_i為第i關節旋轉過程中相機測量數據的次數，num為空間被測點的個數，關節參數求解公式為：

xi,a=eθijξ^ijxi,b,i=1,...,n,a,b∈{1,...,m}]]>

其中x_i,a和x_i,b是X_i中任意兩組數據的齊次坐標值，根據上式可直接求出旋量參數ξ_ij，再通過X_i中的m_i組測量數據，每兩組得到一組解，通過兩兩組合得到組解，將組解取平均值作為最終的關節參數，即：

ξi=1Cmi2Σj=1Cm2ξij]]>

其中ξ_i為運動旋量坐標。