[發(fā)明專利]一種全自動機器人手眼標定方法

在審

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

本發(fā)明涉及自動化機器人領(lǐng)域，具體是一種全自動機器人手眼標定方法，包括機器人的系統(tǒng)，其具體步驟如下：S1：數(shù)據(jù)采集；S2：模式選擇；S3：人工安裝放置標定板；S4：記錄數(shù)據(jù)；S5：判斷是否有足夠的標定數(shù)據(jù)；S6：標定：S7：將機械臂末端姿態(tài)轉(zhuǎn)換為末端到機械臂底座的轉(zhuǎn)換矩陣；S8：隨機抽取80％的數(shù)據(jù)，根據(jù)公式計算手眼標定矩陣；S9：計算標定結(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定矩陣；S11：保存手眼標定結(jié)果到文件內(nèi)，方便其他程序讀取和使用；相較于之前人工示教的標定方式動輒半小時的時間花費相比，自動標定可以將標定時間節(jié)省到十幾分鐘甚至更少，節(jié)省了大量的時間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動化機器人領(lǐng)域，具體是一種全自動機器人手眼標定方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的手眼標定技術(shù)中，大多依靠人工采集標定數(shù)據(jù)，如中國專利申請?zhí)枮?01910386656.4的工業(yè)機器人手眼標定方法以及專利申請?zhí)枮?01810541740.4的一種機器人手眼標定方法及系統(tǒng)所述，相較于機器自動化而言更加的費時費力，同時由于人工的參與，在數(shù)據(jù)的采集中難免會對數(shù)據(jù)造成影響，進而影響標定結(jié)果的精度，而現(xiàn)有的自動標定，如專利申請?zhí)枮?01910479456.3的全自動手眼標定、工作平面標定方法及裝置所述，進行全自動化標定，但是過度依賴于固定的工作平面，限制了相機和機械臂的使用方式和操控空間。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種全自動機器人手眼標定方法。

一種全自動機器人手眼標定方法，包括機器人的系統(tǒng)，其具體步驟如下：

S1：數(shù)據(jù)采集；

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

S3：人工安裝放置標定板：

a：相機在機械臂上模式，需將標定板放在機器人視野內(nèi)；

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

S4：記錄數(shù)據(jù)：利用視覺自動對齊標定板中心和圖像中心進行數(shù)據(jù)采集和記錄；

S5：判斷是否有足夠的標定數(shù)據(jù)：利用角點檢測算法計算當前相機圖像上內(nèi)角點數(shù)量和輸入的標定板尺寸是否匹配來判斷圖像標定板是否完整：

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

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

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

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

S8：隨機抽取80％的數(shù)據(jù)，根據(jù)公式計算手眼標定矩陣；

S9：計算標定結(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定矩陣；

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