[發明專利]一種用于標定機器手坐標系的標定裝置及標定方法

有效

• 申請號: 201310281368.5
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103363899A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 譚開志;付智輝
• 申請（專利權）人: 科瑞自動化技術（深圳）有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所 44268
• 代理人: 劉文求;楊宏

技術領域

本發明屬于機械技術領域，涉及一種用于標定機器手坐標系的標定裝置及標定方法。

背景技術

現有標定機器手視覺系統坐標系與執行系統坐標系的方法有一定的不足，主要表現為：

一、標定時需在機器手Z軸上安裝輔助標定工具，如夾爪、固定塊、錐形標定桿之類等。在機器手Z軸上安輔助標定工具有一定缺點，如果Z軸已經安裝了真正工作時所用的夾爪，標定時需先拆Z軸上夾爪再安裝上輔助標定工具，標定完成后再拆換回來。這種來回拆裝方式會帶來以下問題：1、真正工作時所用的夾爪經重復拆裝后位置會有所變化，需重新效正。2、反復拆裝精密部件需專業人員及耗費一定的時間。3、人工安裝于Z軸上輔助標定工具重復性差、精度低、標定時易產生一定誤差。

二、現有標定方法標定后，坐標轉換關系為視覺系統視野中心點坐標與執行系統坐標，而非視覺系統視野任意點坐標與執行系統坐標。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

本發明針對現有技術存在的問題提出一種用于標定機器手坐標系的標定裝置及標定方法，目的在于提高標定坐標系的方便性和精確度。

本發明是這樣實現的：

一種用于標定機器手坐標系的標定裝置，包括機器手，設置在所述機器手上用于捕捉和處理圖像的視覺系統，設置在機器手上用于控制機器手運動和視覺系統工作的控制器，和所述視覺系統相連用于顯示圖像的顯示器，位于視覺系統下方的平臺，放置在所述平臺上并具有均勻網格用于標定所述機器手位置的標定板。

上述的一種用于標定機器手坐標系的標定裝置，其中，所述機器手包括基座、一端和所述基座相連接的短臂以及和所述短臂的另一端相連接的長臂，所述視覺系統設置在所述長臂上。

上述的一種用于標定機器手坐標系的標定裝置，其中，所述視覺系統包括調整圖像清晰度的光學鏡頭、捕捉圖像并能夠將光學圖像轉換為數字圖像信號的攝像機和為圖像的捕捉提供照明的光源。

上述的一種用于標定機器手坐標系的標定裝置，其中，所述標定板為菲林膠板，標定板的規格為300*300mm，所述標定板上的網格規格為10*10mm。

一種用于標定機器手坐標系的標定方法，包括如下步驟：

A、將標定板放置在平臺上；

B、通過控制器控制視覺系統捕捉和處理標定板圖像并將圖像顯示在顯示器上；

C、根據標定板圖像標定視覺系統坐標系；

D、捕捉視覺系統坐標系的標定點；

E、根據視覺系統坐標系的標定點計算得出機器手視覺系統坐標系與執行系統坐標系之間轉換關系的參數值。

上述的一種用于標定機器手坐標系的標定方法，其中，所述步驟B還包括：調整視覺系統中光學鏡頭使標定板在顯示器上有一個清晰的圖像。

上述的一種用于標定機器手坐標系的標定方法，其中，所述視覺系統通過攝像頭捕捉標定板的圖像，在捕捉過程中通過視覺系統中的光源對標定板提供照明。

上述的一種用于標定機器手坐標系的標定方法，其中，所述步驟C具體包括：控制機器手運動，使標定板在顯示器上有一個正像，通過觀察或測量得到標定板圖像的像素單元和標定板的長度單位的轉換關系。

上述的一種用于標定機器手坐標系的標定方法，其中，所述步驟D具體包括：

D1、使標定板圖像的某一網格點顯示在顯示器的中心處，記錄該網格點的行列號作為第一標定點；

D2、使標定板圖像的另一網格點顯示在顯示器的中心處，記錄該網格點的行列號作為第二標定點。

上述的一種用于標定機器手坐標系的標定方法，其中，所述步驟D還包括：根據第一標定點、第二標定點和常數量計算得出機器手視覺系統坐標系與執行系統坐標系之間轉換關系的參數值，所述常數量包括短臂的長度、長臂的長度、標定板圖像的像素單元和標定板的長度單位的轉換關系、攝像機像素寬度值、攝像機像素高度值和機器手的狀態值。

本發明所提供的一種用于標定機器手坐標系的標定裝置及標定方法，由于采用標定板來獲取視覺系統的標定點，并用該標定點來獲取機器手視覺系統坐標系與執行系統坐標系之間轉換關系的參數值，操作方便，精度高。

附圖說明

圖1為本發明標定裝置軸測結構示意圖。

圖2為本發明標定裝置俯視結構示意圖。

圖3為本發明標定方法的流程圖。

具體實施方式

以下便結合實施例附圖，對本發明的具體實施方式作進一步的詳述，以使本發明技術方案更易于理解、掌握。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。