[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

本發明公開了一種機器人手眼標定方法及裝置。本發明的機器人手眼標定方法包括：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；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；重新獲得機器人的TCP點。本發明還公開了一種機器人手眼標定裝置。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，特別涉及一種機器人手眼標定方法和裝置。

背景技術

機器人視覺是指使機器人具有視覺感知功能的系統，是機器人系統組成的重要部分之一。機器人視覺可以通過視覺傳感器獲取環境的二維圖像，并通過視覺處理器進行分析和解釋，進而轉換為符合，讓機器人能夠辨識物體，并確定其位置。機器人視覺可分為視覺檢測和視覺引導兩種，廣泛應用于電子、汽車、機械等工業部門和醫學、軍事領域。

機器人和機器視覺相結合的橋梁是“機器人手眼標定”。目前，對于手眼系統為eye-in-hand機器人系統多應用智能相機(Dalser、康奈視等品牌)作為機器人的眼睛，目的是很好的完成視覺抓取任務或視覺引導任務。現有一種手眼標定法為通過相機標定板標定出相機世界坐標系與像素坐標系之間的關系，再使機器人的用戶坐標系與相機世界坐標系相重合。此標定方法需要標定出機器人標定針的工具坐標系，并用標定針碰觸相機標定板的相關坐標點，此標定方法步驟繁瑣且會帶來很大的人為誤差。

發明內容

本發明的目的旨在至少解決上述的技術缺陷之一。

為此，本發明的第一個目的在于提出一種機器人手眼標定方法。所述機器人手眼標定方法包括以下步驟：

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；

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；

重新獲得機器人的TCP點。

在一些實施例中，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。

在一些實施例中，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象特征像素點，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。

在一些實施例中，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。

在一些實施例中，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。

在一些實施例中，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。

在一些實施例中，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。

為達到上述目的，本發明的另一目的在于提出一種機器人手眼標定裝置。