[發明專利]基于多傳感器的帶電作業機器人的快速標定方法及裝置

有效

• 申請號: 202011495073.4
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112223302B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 王新建;李惠宇;李帥;梁保秋;任青亭;呂鵬;李威;冬旭;林德政;馮俐;王朝松
• 申請（專利權）人: 國網瑞嘉（天津）智能機器人有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 徐麗

1.一種基于多傳感器的帶電作業機器人的快速標定方法，其特征在于，所述帶電作業機器人包括激光雷達、全局雙目相機、多軸轉臺、機械臂、局部雙目相機及控制器；所述方法應用于所述控制器；所述方法包括：

獲取針對于預設的標定工具的第一圖像數據，對應的第一位姿數據，以及對應的點云數據；所述第一圖像數據由所述全局雙目相機采集；所述點云數據由所述激光雷達采集；

根據所述第一圖像數據，確定所述全局雙目相機的第一參數；根據所述第一圖像數據、所述第一位姿數據，以及所述第一參數，確定所述全局雙目相機相對于所述多軸轉臺的歸零點的第一轉換矩陣，以及所述多軸轉臺相對于預設坐標系的第二轉換矩陣；根據所述第一圖像數據及所述點云數據，確定所述激光雷達相對于所述全局雙目相機的第三轉換矩陣；

獲取針對于所述標定工具的第二圖像數據，以及對應的第二位姿數據；所述第二圖像數據由所述局部雙目相機采集；

根據所述第二圖像數據，確定所述局部雙目相機的第二參數；根據所述第二圖像數據、所述第二位姿數據以及所述第二參數，確定所述機械臂的末端相對于所述局部雙目相機的第四轉換矩陣，以及所述機械臂的基座相對于預設坐標系的第五轉換矩陣；

根據所述第一轉換矩陣、所述第二轉換矩陣、所述第三轉換矩陣、所述第四轉換矩陣以及所述第五轉換矩陣，確定所述帶電作業機器人的標定數據；

所述帶電作業機器人還包括工作臺；

所述激光雷達及所述全局雙目相機相對位置固定，所述激光雷達及所述全局雙目相機通過所述多軸轉臺設置于所述工作臺；所述局部雙目相機固定于機械臂的末端；所述機械臂的底座固定于所述工作臺；所述激光雷達、所述全局雙目相機、所述多軸轉臺、所述機械臂、所述局部雙目相機分別與所述控制器通信連接；

所述標定工具包括標定板、設定數量的靶標基座，以及設定數量的半球靶標；所述標定板上設置多個標定點；所述標定點在標定板坐標系中的坐標預先確定；所述半球靶標通過所述靶標基座固定在所述標定板上；所述半球靶標的球心處設置圓形反光標志點。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預設坐標系包括標定板坐標系；所述第一圖像數據包括多組圖像數據；所述根據所述第一圖像數據，確定所述全局雙目相機的第一參數的步驟，包括：

基于LM非線性優化算法及多組圖像數據，計算反投影誤差最小時對應的所述全局雙目相機的內參數和外參數；

將所述內參數和所述外參數，確定為所述全局雙目相機的第一參數。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述第一圖像數據及所述點云數據，確定所述激光雷達相對于所述全局雙目相機的第三轉換矩陣的步驟，包括：

基于所述點云數據，擬合所述半球靶標的球心在所述激光雷達對應的坐標系中的中心坐標；

基于所述第一圖像數據，重建所述半球靶標的球心在所述全局雙目相機對應的坐標系中的三維坐標；

基于最小二乘法、所述中心坐標以及所述三維坐標，生成所述全局雙目相機及所述激光雷達之間的位姿轉換矩陣；

將所述位姿轉換矩陣確定為所述激光雷達相對于所述全局雙目相機的第三轉換矩陣。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取針對于預設的標定工具的第一圖像數據，對應的第一位姿數據，以及對應的點云數據之前，還包括：

控制所述多軸轉臺帶動全局雙目相機以及激光雷達轉動；

在多軸轉臺轉動至第一位姿后，控制所述全局雙目相機采集第一圖像數據，控制所述激光雷達采集所述點云數據，記錄所述多軸轉臺對應的第一位姿數據。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取針對于所述標定工具的第二圖像數據，以及對應的第二位姿數據之前，包括:

控制所述機械臂帶動所述局部雙目相機運動；

在所述機械臂轉動至第二設定位置后，控制所述局部雙目相機采集第二圖像數據，記錄所述機械臂對應的第二位姿數據。