[發明專利]機械臂末端的單相機的手眼標定方法

有效

• 申請號: 201711038822.9
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107808401B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 耿小猛;鄧輔秦;丁新峰;原馨;杜志強;劉曉陽;陳作慶;王光能;高云峰
• 申請（專利權）人: 大族激光科技產業集團股份有限公司;深圳市大族機器人有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/66
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 石佩

1.一種機械臂末端的單相機的手眼標定方法，其特征在于，包括：

提供一標定板，其中，所述標定板上設有標記；

將所述標定板放置于相機的視野內，控制所述相機拍照并控制機械臂末端旋轉，得到多個所述標記的中心的第一像素坐標；其中，在所述機械臂末端旋轉之前，所述標記的中心的第一像素坐標為第一個第一像素坐標，其中，所述相機安裝于所述機械臂末端；

將多個所述第一像素坐標擬合為圓，且計算出所述圓對應的圓心坐標，即所述機械臂末端的像素坐標；

根據第一個所述第一像素坐標和所述機械臂末端的像素坐標計算出所述標記的中心相對于機械臂末端于相機坐標中的第一偏移向量；

控制所述機械臂按預定規律分別平移九個位置，控制所述相機拍照，得到九個位置于所述標記的中心相應的機械臂坐標以及相應的第二像素坐標；

根據九個位置相應的所述機械臂坐標以及相應的所述第二像素坐標計算出相機坐標系與機械臂坐標系之間的縮放旋轉矩陣；

根據所述縮放旋轉矩陣和所述第一偏移向量計算出所述標記的中心相對于機械臂末端的中心的第二偏移向量；以及

根據所述第二像素坐標及相應的機械臂坐標計算出相應的手眼標定矩陣。

2.根據權利要求1所述的機械臂末端的單相機的手眼標定方法，其特征在于，將所述標定板放置于相機的視野內，控制所述相機拍照并控制機械臂末端旋轉的步驟包括：

將所述標定板放置于相機的視野內；

控制所述相機拍照，得到所述第一個第一像素坐標；

控制所述機械臂末端旋轉，同時控制所述相機拍照，得到另外的第一像素坐標。

3.根據權利要求2所述的機械臂末端的單相機的手眼標定方法，其特征在于，控制所述機械臂末端旋轉，同時控制所述相機拍照的步驟具體為：

控制所述機械臂末端旋轉，同時控制所述相機于所述機械臂末端每旋轉預定角度值拍照一次。

4.根據權利要求3所述的機械臂末端的單相機的手眼標定方法，其特征在于，所述預定角度值為10°。

5.根據權利要求1所述的機械臂末端的單相機的手眼標定方法，其特征在于，所述相機內集成有圖像處理算法模板，使所述相機在拍照所述標定板時根據圖像處理算法模板匹配計算出所述標記的中心相應的坐標像素。

6.根據權利要求1所述的機械臂末端的單相機的手眼標定方法，其特征在于，根據最小二乘法將多個所述第一像素坐標擬合為圓。

7.根據權利要求1所述的機械臂末端的單相機的手眼標定方法，其特征在于，所述第一偏移向量等于所述機械臂末端的像素坐標與所述第一個所述第一像素坐標的差值。

8.根據權利要求1所述的機械臂末端的單相機的手眼標定方法，其特征在于，根據九個位置相應的所述機械臂坐標以及相應的所述第二像素坐標計算出相機坐標系與機械臂坐標系之間的縮放旋轉矩陣的步驟包括：

根據九個位置相應的所述機械臂坐標以及相應的所述第二像素坐標，采用九點標定算法計算出所述相機坐標系與所述機械臂坐標系之間的手眼變換矩陣；

根據手眼變換矩陣計算出縮放旋轉矩陣。

9.根據權利要求1所述的機械臂末端的單相機的手眼標定方法，其特征在于，所述機械臂末端設有U軸，所述相機固定于U軸上。

10.根據權利要求1所述的機械臂末端的單相機的手眼標定方法，其特征在于，根據所述第二像素坐標及相應的機械臂坐標計算出相應的手眼標定矩陣之后，還包括步驟：根據所述手眼標定矩陣校正機械臂末端的移動位移。