[發(fā)明專利]混合雙目工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)同步標(biāo)定方法及其它裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710485973.2
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107369184B
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任書楠;楊旭;宋永博;喬紅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院自動化研究所
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 北京瀚仁知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11482
• 代理人: 郭文浩;王世超

1.一種混合雙目工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)同步標(biāo)定方法，其特征在于，基于混合雙目工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)同步標(biāo)定系統(tǒng)，所述混合雙目工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)同步標(biāo)定系統(tǒng)包括工業(yè)機(jī)器人、標(biāo)定板、局部攝像機(jī)、全局?jǐn)z像機(jī)，工業(yè)機(jī)器人具有基座、末端執(zhí)行器；所述局部攝像機(jī)用于跟隨所述工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器運(yùn)動獲取局部場景信息；所述全局?jǐn)z像機(jī)用于獲取所述工業(yè)機(jī)器人作業(yè)全局的環(huán)境信息；所述局部攝像機(jī)裝設(shè)于工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器；所述全局?jǐn)z像機(jī)裝設(shè)于工業(yè)機(jī)器人基座、或工業(yè)機(jī)器人基座周邊的設(shè)定區(qū)域；

執(zhí)行以下步驟：

調(diào)整標(biāo)定板和工業(yè)機(jī)器人的末端位姿，并在每次調(diào)整后記錄變換關(guān)系A(chǔ)_i、B_i、C_i，并通過迭代的方法求解位姿變換鏈AXB＝Y(jié)C中的每次調(diào)整后的變換矩陣X、Y，直至滿足預(yù)設(shè)迭代條件，并以最后一次調(diào)整后得到的變換矩陣X、Y作為最終的變換矩陣，得到最終的位姿變換鏈；

其中，

A為工業(yè)機(jī)器人從基坐標(biāo)系到末端執(zhí)行器坐標(biāo)系的位姿變換關(guān)系，B為局部攝像機(jī)坐標(biāo)系到標(biāo)定板坐標(biāo)系的位置變換關(guān)系，C為全局?jǐn)z像機(jī)坐標(biāo)系到標(biāo)定板坐標(biāo)系的位置變換關(guān)系，X為末端執(zhí)行器坐標(biāo)系到局部攝像機(jī)坐標(biāo)系的變換矩陣，Y為基坐標(biāo)系到全局?jǐn)z像機(jī)坐標(biāo)系的變換矩陣，X、Y為待求解的常數(shù)矩陣；位姿變換關(guān)系A(chǔ)、B、C通過標(biāo)定板標(biāo)定；

A_i為第i次調(diào)整后工業(yè)機(jī)器人從基坐標(biāo)系到末端執(zhí)行器坐標(biāo)系的位姿變換關(guān)系，B_i為第i次調(diào)整后局部攝像機(jī)坐標(biāo)系到標(biāo)定板坐標(biāo)系的位置變換關(guān)系，C_i為第i次調(diào)整后全局?jǐn)z像機(jī)坐標(biāo)系到標(biāo)定板坐標(biāo)系的位置變換關(guān)系，i為調(diào)整標(biāo)定板和工業(yè)機(jī)器人的末端位姿的次數(shù)序號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步標(biāo)定方法，其特征在于，在通過迭代的方法求解位姿變換鏈之前，還包括以下步驟：

定義工業(yè)機(jī)器人的基坐標(biāo)系為F_b、工業(yè)機(jī)器人的末端執(zhí)行器坐標(biāo)系為F_e，局部攝像機(jī)坐標(biāo)系為F_lc，全局?jǐn)z像機(jī)坐標(biāo)系為F_gc，標(biāo)定板的坐標(biāo)系為F_cb。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的同步標(biāo)定方法，其特征在于，所述位姿變換鏈AXB＝Y(jié)C可以展開為旋轉(zhuǎn)部分變換鏈和平移部分變換鏈；

所述旋轉(zhuǎn)部分變換鏈為R_AR_XR_B＝R_YR_C；

所述平移部分變換鏈為R_AR_Xt_B+R_At_X+t_A＝R_Yt_C+t_Y；

所述求解位姿變換鏈AXB＝Y(jié)C中的變換矩陣X、Y，其方法為求解旋轉(zhuǎn)部分變換鏈中的R_X和R_Y，并進(jìn)一步求解平移部分變換鏈中t_X、t_Y；

其中，

R_A、R_B、R_C、R_X、R_Y分別為對應(yīng)變換關(guān)系的旋轉(zhuǎn)矩陣，t_A、t_B、t_c、t_X、t_Y分別為對應(yīng)變換關(guān)系的平移向量。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的同步標(biāo)定方法，其特征在于，所述求解旋轉(zhuǎn)部分變換鏈中的R_X和R_Y的方法為：

通過迭代的方法，依據(jù)迭代式求解每次標(biāo)定板和工業(yè)機(jī)器人的末端位姿調(diào)整后的R_j(j＝X,Y)，直至R_j收斂達(dá)到預(yù)設(shè)的閾值；

其中，所述迭代式為

R_j0為未知旋轉(zhuǎn)矩陣R_j的初值，[Δr_j]^是所對應(yīng)的李代數(shù)。