[發明專利]混合雙目工業機器人系統同步標定方法及其它裝置

有效

• 申請號: 201710485973.2
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107369184B
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 任書楠;楊旭;宋永博;喬紅
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 北京瀚仁知識產權代理事務所(普通合伙) 11482
• 代理人: 郭文浩;王世超

本發明涉及工業機器人標定領域，具體為一種混合雙目工業機器人系統同步標定方法及其它裝置，即為了解決同時采用局部攝像機、全局攝像機進行同步標定的問題，所述方法包括：調整標定板和工業機器人的末端位姿，并在每次調整后記錄變換關系A_i、B_i、C_i，并通過迭代的方法求解位姿變換鏈AXB＝YC中的每次調整后的變換矩陣X、Y，直至滿足預設迭代條件，并以最后一次調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。本發明可以在不借助額外測量工具的條件下滿足具有眼看手，眼在手兩類攝像機的工業機器人系統的手眼同步標定要求，且具有較好的標定精度及效率。

技術領域

本發明屬于工業機器人標定領域，尤其涉及一種混合雙目工業機器人系統同步標定方法及其它裝置。

背景技術

在工業機器人的視覺伺服系統中，一般有兩類攝像機布局方式：(1)眼看手(Eyeto hand)，攝像機相對于工業機器人獨立布置，其視野一般能夠覆蓋整個作業場景，但對工業機器人末端執行器附近的工況細節捕捉能力有限；(2)眼在手(Eye in hand)，攝像機布置于工業機器人末端執行器附近，并隨末端執行器同步運動，其能良好地獲取作業目標及其附近的場景信息，但對作業全局的環境信息獲取能力有限。以上兩種攝像機布局方式均需在系統工作前完成攝像機坐標系與工業機器人基礎坐標系、工業機器人工具坐標系的標定，即工業機器人的手眼標定。現有的機器人手眼標定方法大多只針對以上一類攝像機布局方式，并需要借助一些附加測量工具，例如，于2017年1月4日公布的中國專利申請公布號為CN106272444A的專利文獻公開了一種手眼關系與雙機器人關系同時標定方法，于2015年8月26日公布的中國專利申請公布號為CN104864807A的專利文獻公開了一種基于結構光的機器人手眼標定方法，于2015年8月19日公布的中國專利申請公布號為CN104842371A的專利文獻公開了一種基于最優化算法的機器人手眼標定方法。大多數已有專利給出的是對于兩類攝像機布局形式的獨立標定方法，有的還需借助額外的測量設備，當同時采用兩類攝像機布局形式時，獨立標定往往造成標定精度及效率的下降。

發明內容

為了解決現有技術中的上述問題，即為了解決同時采用局部攝像機、全局攝像機進行同步標定的問題，本發明的一方面，提出了一種混合雙目工業機器人系統同步標定系統，包括工業機器人、標定板，還包括局部攝像機、全局攝像機；

所述局部攝像機用于跟隨所述工業機器人末端執行器運動獲取局部場景信息；

所述全局攝像機用于獲取所述工業機器人作業全局的環境信息。

優選地，所述局部攝像機裝設于工業機器人末端執行器；所述全局攝像機裝設于工業機器人基座、或工業機器人基座周邊的設定區域。

本發明的另一方面，提出了一種混合雙目工業機器人系統同步標定方法，基于權利要求1或2所述的混合雙目工業機器人系統同步標定系統，執行以下步驟：

調整標定板和工業機器人的末端位姿，并在每次調整后記錄變換關系A_i、B_i、C_i，并通過迭代的方法求解位姿變換鏈AXB＝YC中的每次調整后的變換矩陣X、Y，直至滿足預設迭代條件，并以最后一次調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為工業機器人從基坐標系到末端執行器坐標系的位姿變換關系，B為局部攝像機坐標系到標定板坐標系的位置變換關系，C為全局攝像機坐標系到標定板坐標系的位置變換關系，X為末端執行器坐標系到局部攝像機坐標系的變換矩陣，Y為基坐標系到全局攝像機坐標系的變換矩陣，X、Y為待求解的常數矩陣；位姿變換關系A、B、C通過標定板標定；