[發(fā)明專利]一種全自動(dòng)機(jī)器人手眼標(biāo)定方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010022816.X
• 申請(qǐng)日: 2020-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN111152223A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟昱;馬英;代夷帆;姜宇帆;易廷昊;張?jiān)茲?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 埃夫特智能裝備股份有限公司
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16;G06T7/80
• 代理公司: 北京匯信合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11335
• 代理人: 夏靜潔

1.一種全自動(dòng)機(jī)器人手眼標(biāo)定方法，包括機(jī)器人的系統(tǒng)，其特征在于：其具體步驟如下：

S1：數(shù)據(jù)采集；

S2：模式選擇：系統(tǒng)在啟動(dòng)后可選擇需要的標(biāo)定模式，分為相機(jī)掛在機(jī)械臂上和相機(jī)固定在機(jī)械臂外兩種；

S3：人工安裝放置標(biāo)定板：

a：相機(jī)在機(jī)械臂上模式，需將標(biāo)定板放在機(jī)器人視野內(nèi)；

b：相機(jī)在機(jī)械臂外模式，需要將標(biāo)定板安裝到機(jī)械臂末端，同時(shí)保證標(biāo)定板在相機(jī)視野內(nèi)，輸入標(biāo)定板的規(guī)格，尺寸信息；

S4：記錄數(shù)據(jù)：利用視覺自動(dòng)對(duì)齊標(biāo)定板中心和圖像中心進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和記錄；

S5：判斷是否有足夠的標(biāo)定數(shù)據(jù)：利用角點(diǎn)檢測(cè)算法計(jì)算當(dāng)前相機(jī)圖像上內(nèi)角點(diǎn)數(shù)量和輸入的標(biāo)定板尺寸是否匹配來判斷圖像標(biāo)定板是否完整：

a：圖像完整，記錄當(dāng)前圖像和機(jī)械臂位姿，再根據(jù)初始姿態(tài)通過高斯分布隨機(jī)采樣生成下一步機(jī)械臂需要移動(dòng)的位移量，讓機(jī)械臂按照上一過程的位移量移動(dòng)；

b：圖像不完整，則直接根據(jù)初始姿態(tài)通過高斯分布隨機(jī)采樣生成下一步機(jī)械臂需要移動(dòng)的位移量而不記錄圖像和機(jī)械臂位姿信息，重復(fù)以上步驟直到獲取足夠數(shù)量的位姿和圖像；

S6：標(biāo)定：利用張正友標(biāo)定法計(jì)算不同圖像中相機(jī)與標(biāo)定板的外參，通過標(biāo)定板輸入信息和圖像上標(biāo)定板角點(diǎn)的位置轉(zhuǎn)換；

S7：將機(jī)械臂末端姿態(tài)轉(zhuǎn)換為末端到機(jī)械臂底座的轉(zhuǎn)換矩陣；

S8：隨機(jī)抽取80％的數(shù)據(jù)，根據(jù)公式計(jì)算手眼標(biāo)定矩陣；

S9：計(jì)算標(biāo)定結(jié)果在所有數(shù)據(jù)上的誤差；

S10：重復(fù)步驟8和步驟9，記錄誤差最小的手眼標(biāo)定矩陣；

S11：保存手眼標(biāo)定結(jié)果到文件內(nèi)，方便其他程序讀取和使用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全自動(dòng)機(jī)器人手眼標(biāo)定方法，其特征在于：所述的步驟S4中利用角點(diǎn)檢測(cè)算法計(jì)算圖像中標(biāo)定板所有內(nèi)角點(diǎn)的位置，所有角點(diǎn)的均值記為標(biāo)定板中心點(diǎn)P_b，再根據(jù)圖像的尺寸計(jì)算圖像中心點(diǎn)P_a，由P_a-P_b計(jì)算從標(biāo)定板到畫面中心的位移向量控制機(jī)械臂移動(dòng)以1mm為步長(zhǎng)，移動(dòng)X，Y，Z向著減小的方向移動(dòng)，長(zhǎng)度小于設(shè)定閾值時(shí)認(rèn)為標(biāo)定板和畫面對(duì)齊，記錄當(dāng)前機(jī)械臂位置為起始位姿。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全自動(dòng)機(jī)器人手眼標(biāo)定方法，其特征在于：所述的步驟S6根據(jù)下方公式計(jì)算對(duì)應(yīng)圖像下相機(jī)的外參并轉(zhuǎn)化成標(biāo)定板到相機(jī)的轉(zhuǎn)換矩陣：

。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全自動(dòng)機(jī)器人手眼標(biāo)定方法，其特征在于：所述的步驟S8的公式為navy算法中的公式。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全自動(dòng)機(jī)器人手眼標(biāo)定方法，其特征在于：所述的步驟S9中對(duì)于相機(jī)在機(jī)械臂末端的誤差的公式為：

T_boardToBase＝T_flangeTobase*T_{cameraToflange}*T_{boardTocamera}

。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全自動(dòng)機(jī)器人手眼標(biāo)定方法，其特征在于：所述的步驟S9中對(duì)于相機(jī)在機(jī)械臂外的誤差的公式為：

T_boardToBase＝T_cameraTobase*T_{boardTocamera}

。