[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

本發明涉及一種機械臂末端的單相機的手眼標定方法。上述的機械臂末端的單相機的手眼標定方法包括：提供一標定板；將標定板放置于相機的視野內，控制相機拍照并控制機械臂末端旋轉，得到多個標記的中心的第一像素坐標；其中，在機械臂末端旋轉之前，標記的中心的第一像素坐標為第一個第一像素坐標；將多個第一像素坐標擬合為圓，且計算出圓對應的圓心坐標，即機械臂末端的像素坐標；上述的機械臂末端的單相機的手眼標定方法，無需人工手動操作機械手移動，整個標定過程簡單、標定時間較短且標定精度受人為因素的影響較小，由于上述的標定方法的標定時間較短，使標定方法的標定效率較高。

技術領域

本發明涉及相機標定的技術領域，特別是涉及一種機械臂末端的單相機的 手眼標定方法。

背景技術

隨著工業4.0的提出，機械臂和機器視覺在工業生產中的應用越來越廣泛， 視覺定位引導機械臂進行精密加工的技術取代傳統的人工精密加工成為趨勢， 可以大大提高產品的加工效率。

視覺定位引導機械臂進行精密加工，首先要將機器視覺的坐標和機械臂的 坐標進行標定，使視覺定位的目標坐標轉換為機械臂坐標，以完成視覺的引導， 其中手眼標定作為視覺引導機械臂的關鍵所在。傳統的手眼標定的方法需要安 裝標定針和手動操作機械手移動至標定板的九個角點的位置，由于標定針的精 度影響標定精度，且手動操作機械手移動至九個角點的精度要求較高，操作難 度較高、標定精度受人為因素影響較大且標定的時間較長，因此，傳統的手眼 標定的方法存在標定過程復雜、標定效率低且標定精度受人為因素影響較大的 問題。

發明內容

基于此，有必要針對手眼標定的方法存在標定過程復雜、標定效率低且標 定精度受人為因素影響較大的問題，提供一種機械臂末端的單相機的手眼標定 方法。

一種機械臂末端的單相機的手眼標定方法，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；

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。