[發明專利]一種精確標定機器人末端與視覺系統的方法

有效

• 申請號: 201811601806.0
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109719722B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 鞠青辰;宋方方;王杰高
• 申請（專利權）人: 南京埃斯頓機器人工程有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J19/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 涂春春

本發明公開一種精確標定機器人末端與視覺系統的方法；a、選取兩個參考點，b、獲取兩個參考點在基坐標系下的坐標；c、調整步驟d中工業機器人的位置，記錄兩個參考點在激光器內的激光坐標系下的坐標；記錄兩個參考點在基坐標系下的坐標；e、變換工業機器人姿態，記錄兩個參考點在激光器內的激光坐標系下的坐標；記錄兩個參考點在基坐標系下的坐標；f、變換工業機器人姿態，記錄兩個參考點在激光器內的激光坐標系下的坐標；記錄兩個參考點在基坐標系下的坐標。優點，本方法，得出激光視覺坐標系和機器人坐標系的相對關系，實現被測量物體在激光視覺的坐標到機器人的坐標的轉換，提高系統的整體作業效率，具有良好的應用效果。

技術領域

本發明涉及一種精確標定機器人末端與視覺系統的方法。

背景技術

激光傳感器是一種利用激光技術進行測量的傳感器，作為一種新型的測量儀器，它能實現無接觸遠距離測量，具有速度快、精度高、量程大、抗干擾能力強的優點。

激光傳感器又分為點激光和線激光，而點激光因其測量原理只能獲取被測量處的距離信息，一維信息難以應對復雜的計算，局限性很大。在點激光下的標定方法不能實現三維坐標的轉換，不能實現精確的標定。因此，找到一種能獲取激光視覺和機器人之間的位置關系的標定方法是需要解決的技術問題。

發明內容

本專利解決的技術問題是，點激光因其測量原理只能獲取被測量處的距離信息，一維信息難以應對復雜的計算，局限性很大，在點激光下的標定方法不能實現三維坐標的轉換，不能實現精確的標定的技術問題。

本專利提出一種能獲取激光視覺和機器人之間的位置關系的標定方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種精確標定機器人末端與視覺系統的方法，包括如下步驟：

a、準備工作，在工業機器人安裝焊槍和激光器；準備兩塊金屬板，將兩塊金屬板上下疊放設置，并采用焊槍焊接；

b、在步驟a中的兩塊金屬板的焊縫處選取兩個參考點，分別定義為A1和A2；

c、將步驟a中的工業機器人調整姿態，使機器人末端垂直于金屬板表面向下；

d、將步驟c中的機器人末端分別依次運動到參考點A1和參考點A2，獲取參考點A1和參考點A2在基坐標系下的坐標，記為和根據激光坐標系和機器人坐標系之間的關系可得，如下公式：

其中，和為參考點A1和參考點A2在基坐標系下的坐標，和為機器人末端在基坐標系下進行歐拉變換所得到的矩陣，為機器人末端與激光器內激光坐標系之間的變換矩陣即需要求解的對象，和為參考點A1和參考點A2在激光器內激光坐標系下的坐標；

e、調整步驟d中工業機器人的位置，使激光器的激光分別依次照射在參考點A1和參考點A2上，分別記錄參考點A1和參考點A2在激光器內的激光坐標系下的坐標，記為和

同時記錄下在激光器的激光照射在參考點A1時機器人末端在基坐標系下的坐標和在激光器的激光照射在參考點A2時機器人末端在基坐標系下的坐標，分別記為和

對坐標進行歐拉變換，后坐標記為對進行歐拉變換，后坐標記為

將和代入公式(1)，得

將和代入公式(2)，得

f、變換步驟e中工業機器人姿態，使激光器的激光分別依次照射在參考點A1和參考點A2上，分別記錄參考點A1和參考點A2在激光器內的激光坐標系下的坐標，記為和

同時記錄下在激光器的激光照射在參考點A1時機器人末端在基坐標系下的坐標和在激光器的激光照射在參考點A2時機器人末端在基坐標系下的坐標，分別記為和