[發明專利]一種實現手眼關系和雙機器人關系同時標定的方法

有效

• 申請號: 201610766164.4
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN106272444B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 陳國棟;趙欣;張曙光
• 申請（專利權）人: 山東中清智能科技股份有限公司
• 主分類號: B25J9/18
• 分類號: B25J9/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種實現手眼關系和雙機器人關系同時標定的方法，其特征是只要得到攝像機的內外參數以及機器人依次對準三個特征角點即可實現手眼關系和雙機器人關系的同時標定。首先機器人末端把持尖狀標定物依次對準三個特征角點得到世界坐標系和機器人坐標系之間的關系，然后通過攝像機的外參數標定得到攝像機坐標系與世界坐標系之間的關系，并記錄此時的工具坐標系與機器人坐標系之間的關系，通過聯立上述三組關系即可得到手眼關系矩陣。同時通過雙機器人依次對準的三個特征角點即可計算出雙機器人的轉換關系。本發明簡便易用，標定精度高，特別適合工業現場應用雙機器人配置視覺傳感器的場合。

技術領域

本發明屬于機器人技術領域，涉及一種實現手眼關系標定和雙機器人關系同時標定的方法。

背景技術

隨著機器人的普及應用和工作環境的復雜性增加，越來越多的場合采用雙機器人協調工作的模式，如雙機器人噴涂、雙機器人焊接、雙機器人協調打磨和噴釉等。由于工裝夾具精度的限制，以及工件本身尺寸和位置的不一致性，傳統的示教再現型機器人已不能滿足當下復雜狀況的工作要求，機器人配置視覺傳感器成為了一種必然選擇，通過視覺傳感器檢測出工件的位置變化，并指導機器人對示教的軌跡進行自動修正，以提高機器人的工作效率和質量。

雙機器人配置視覺傳感器的工作模式涉及兩方面的標定，一是視覺傳感器與機器人末端工具的轉換關系標定，即手眼關系的標定；二是兩個機器人之間的標定。傳統的手眼關系標定方法一般通過機器人的多次平移和旋轉運動得到，計算較為復雜，精度較差，不適合工業現場應用，并且傳統標定方法不能同時標定兩個機器人之間的關系。

鑒于現有技術的上述技術缺陷，迫切需要研制一適合簡便易用并且高效的能同時標定手眼關系和雙機器人關系的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可供現場應用，并且簡便高效的能同時標定手眼關系和雙機器人關系的方法。通過手眼關系的標定以及雙機器人關系的標定，為后續高精度的視覺伺服控制打下堅實的基礎。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：在雙機器人的末端安裝視覺傳感器，在視覺傳感器的附近安裝尖狀標定物，并且在雙機器人的中間放置棋盤格標定板。通過雙機器人各自把持尖狀標定物對準標定板的三個特征角點，并結合攝像機的外參數矩陣，即可同時實現手眼關系標定以及雙機器人關系的標定。其具體實現步驟為：

S1：對攝像機2-a進行內參數標定；

S2：對攝像機2-a進行外參數標定，記錄此時攝像機2-a的外參數矩陣為^wT_c1，工具坐標系相對于機器人坐標系的轉換關系矩陣為^rT_t1；

S3：機器人1-a把持尖狀標定物依次對準標定板4的三個特征角點O、P₁和P₂；

S4：由三個特征角點O、P₁和P₂建立坐標系，得到世界坐標系到工具坐標系之間的轉換關系^rT_w1；

S5：由轉換關系矩陣^rT_w1和^wT_c1可以得到攝像機坐標系到機器人坐標系的轉換關系矩陣^rT_c1；

S6：由轉換關系矩陣^rT_t1和^rT_c1可以得到左機器人中的攝像機坐標系到工具坐標系的轉換關系矩陣^tT_c1，即左機器人的手眼關系矩陣；

S7：重復上述步驟S1-S6，可以得到右機器人中的攝像機坐標系到工具坐標系的轉換關系矩陣^tT_c2，即右機器人的手眼關系矩陣；