[發明專利]一種基于機器人的線激光標定方法和線激光標定裝置

有效

• 申請號: 201711396525.1
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108106535B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 宋立冬;鄭勇全;姚領;蔡清汀;胡俊文
• 申請（專利權）人: 長沙長泰機器人有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本申請所提供的一種基于機器人的線激光標定方法，包括：利用線激光傳感器掃描標定板，并提取二維圖像信息；其中，所述標定板表面包含不同半徑的實心圓；所述線激光傳感器設于所述機器人法蘭盤末端；確定各個所述實心圓圓心在機器人坐標系中的第一坐標；根據所述二維圖像信息確定各個所述實心圓圓心在線激光傳感器坐標系中的第二坐標；利用所述第一坐標和所述第二坐標解得手眼標定矩陣。解決了激光傳感器的外部參數標定問題，降低基于激光視覺傳感器應用系統外部設備間的誤差，以及傳統線激光外部參數標定方法精度低的問題。本申請還提供一種基于機器人的線激光標定裝置，具有上述有益效果。

技術領域

本申請涉及機器人領域，特別涉及一種基于機器人的線激光標定方法和線激光標定裝置。

背景技術

近年來在工業發達國家機器人在鑄造領域的應用正在增加，機器人正在逐步取代鑄件生產過程中的工人勞作。而工業機器人獨具的柔性優勢可以更好的適應鑄件形狀復雜且規格品種多的特性，同時工業機器人能夠更好的適應惡劣的鑄造工況。而為了讓機器人適應車間復雜的工況環境，更好的替代人工勞作，機器視覺不可或缺，所以各類相機的使用成為工業視覺應用的不二之選。

線結構光傳感器是一種非接觸式測量裝置，主要由相機和線激光器組成。具有結構簡單、非接觸、測量速度快等優點，在工業領域中高精度測量中有大量的應用需求。而在使用線激光傳感器前需要先對其進行標定，標定的精度將直接影響鑄件打磨的準確性和安全可靠性，目前大多利用線激光進行高精度測量。

對于線激光傳感器的機器人手眼變換矩陣標定目前常用的方法有接觸式標定和非接觸式標定，兩種方式最后得到的結果都是線激光傳感器相對機器人末端的旋轉與偏移量。以下對現有的標定方法進行介紹：

1、采用非接觸式標定的方法需要機器人攜帶傳感器變換多個不同的位姿掃描放置在同一個位置的標定板，因為要變換機器人位姿10次以上，而每次變換位姿幅度不能太大，容易影響標定精度，機器人位姿控制難以控制，標定過程復雜。

2、采用接觸式針尖標定的方式，因為金屬材質的標定針局部地方反光比較嚴重會對激光器掃描圖像質量有一定影響，在傳感器掃描圖像中針尖位置有誤差。

3、采用固定結構的標定板在圖像處理過程中較復雜。

因此需要一種新型的標定方法。

申請內容

本申請的目的是提供一種基于機器人的線激光標定方法和線激光標定方裝置，解決了傳統線激光外部參數標定方法精度低的問題。

為解決上述技術問題，本申請提供一種基于機器人的線激光標定方法，具體技術方案如下：

利用線激光傳感器掃描標定板，并提取二維圖像信息；其中，所述標定板表面包含不同半徑的實心圓；所述線激光傳感器設于所述機器人法蘭盤末端；

確定各個所述實心圓圓心在機器人坐標系中的第一坐標；

根據所述二維圖像信息確定各個所述實心圓圓心在線激光傳感器坐標系中的第二坐標；

利用所述第一坐標和所述第二坐標解得手眼標定矩陣。

其中，線激光傳感器掃描標定板之前，還包括：

確定線激光傳感器坐標系，標定所述機器人的TCP。

其中，標定所述機器人的TCP包括：

采用XYZ-4點法和ABC-2點法標定機器人TCP，并將其轉換成矩陣TtoBMat3D。

其中，標定線激光傳感器位姿和所述機器人的TCP之后，還包括：

確定初始掃描點的坐標，以使所述線激光傳感器從所述初始掃描點開始掃描。

其中，線激光傳感器掃描標定板包括：