[發明專利]一種機器人手眼標定方法及裝置

有效

• 申請號: 201611062850.X
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN108122257B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 張濤;鄒風山;李邦宇;姜楠;宋健;潘鑫;陳亮
• 申請（專利權）人: 沈陽新松機器人自動化股份有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;B25J9/16
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

1.一種機器人手眼標定方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取圖像像素坐標系與機器人工具坐標系的對應關系；

通過圖像像素坐標系與機器人工具坐標系的對應關系來獲取圖像相對偏移值與工具坐標系相對偏移值的對應關系；

根據圖像相對偏移值與工具坐標系相對偏移值的對應關系，獲取圖像像素坐標系與機器人工具坐標系的相對夾角以及圖像識別出的真實的旋轉偏移角，得到機器人沿著工具坐標系旋轉的補償角；

根據機器人沿著工具坐標系旋轉的補償角，重新獲得機器人的TCP點。

2.如權利要求1所述的機器人手眼標定方法，其特征在于，所述獲取圖像像素坐標系與機器人工具坐標系的對應關系通過相機兩步法計算得到；

所述相機兩步法為：控制機器人在平面內移動六個精確位置點，同時在每個精確位置點可獲得固定位置的待識別物體的圖像特征像素點，把這些精確位置點的相對位置坐標信息和圖像物體特征像素點信息通過最小二乘法求取線形方程、單純型法求取非線性方程獲得相機兩步法的參數。

3.如權利要求1所述的機器人手眼標定方法，其特征在于，所述獲取圖像像素坐標系與機器人工具坐標系的相對夾角以及圖像識別出的真實的旋轉偏移角通過三角函數求得。

4.如權利要求3所述的機器人手眼標定方法，其特征在于，所述獲取圖像像素坐標系與機器人工具坐標系的相對夾角以及圖像識別出的真實的旋轉偏移角通過三角函數求得具體為：控制機器人精確移動相對三點，其中包括一個公共交點和兩個不在一條直線上的一點，機器人移動的位置夾角和圖像移動的位置夾角通過三角函數求取。

5.如權利要求1所述的機器人手眼標定方法，其特征在于，所述獲取圖像像素坐標系與機器人工具坐標系的相對夾角以及圖像識別出的真實的旋轉偏移角，得到機器人沿著工具坐標系旋轉的補償角中的機器人沿著工具坐標系旋轉的補償角為圖像像素坐標系與機器人工具坐標系的相對夾角以及圖像識別出的真實的旋轉偏移角的差值。

6.如權利要求1所述的機器人手眼標定方法，其特征在于，所述重新獲得機器人的TCP點為求取新的工具坐標系到機器人六軸末端法蘭的變換矩陣。

7.一種機器人手眼標定裝置，其特征在于，包括

兩步法標定模塊，用于獲取圖像像素坐標系與機器人工具坐標系的對應關系；

相對偏移值計算模塊，通過對所述兩步法標定模塊獲得的圖像像素坐標系與機器人工具坐標系的對應關系來求取圖像相對偏移值與工具坐標系相對偏移值的對應關系；

補償角計算模塊，所述補償角計算模塊與所述相對偏移值計算模塊連接，所述補償角計算模塊用于根據圖像相對偏移值與工具坐標系相對偏移值的對應關系，獲取圖像像素坐標系與機器人工具坐標系的相對夾角以及圖像識別出的真實的旋轉偏移角，得到機器人沿著工具坐標系旋轉的補償角；

變換矩陣模塊，所述變換矩陣模塊與所述補償角計算模塊連接，所述變換矩陣模塊用于根據機器人沿著工具坐標系旋轉的補償角，求取新的工具坐標系到機器人六軸末端法蘭的變換矩陣來重新獲得機器人的TCP點。

8.如權利要求7所述的機器人手眼標定裝置，其特征在于，所述兩步法標定模塊獲取的圖像像素坐標系與機器人工具坐標系的對應關系通過相機兩步法計算得到；

所述相機兩步法為：控制機器人在平面內移動六個精確位置點，同時在每個精確位置點可獲得固定位置的待識別物體的圖像特征像素點，把這些精確位置點的相對位置坐標信息和圖像物體特征像素點信息通過最小二乘法求取線形方程、單純型法求取非線性方程獲得相機兩步法的參數。