[發明專利]視覺引導的工業機器人系統標定方法

在審

• 申請號: 202210129914.2
• 申請日: 2022-02-11
• 公開（公告）號: CN114474058A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 曹志強;劉治成;劉潔銳;劉希龍;譚民
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京市恒有知識產權代理事務所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會

1.一種視覺引導的工業機器人系統標定方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟S100，控制工業機器人使固定于其法蘭盤上的棋盤格標定板在雙目相機的左相機的視野內運動，并采集棋盤格標定板的圖像、工業機器人法蘭盤坐標系在工業機器人基座坐標系下的位姿，求解出每張圖像中棋盤格標定板到相機坐標系的相對位姿，進而求出工業機器人基座坐標系O_BX_BY_BZ_B與相機坐標系O_CX_CY_CZ_C的相對位姿初值CT_B0；

步驟S200，利用四點標定法獲取末端執行器坐標系O_KX_KY_KZ_K與工業機器人法蘭盤坐標系O_EX_EY_EZ_E的相對位姿初值^ET_K0；并通過預獲取的D-H參數計算工業機器人關節間固連關系的相對位姿矩陣^i-1T_i，i＝1，2，...，n，n為工業機器人的自由度；

步驟S300，控制工業機器人實現N_m種不同姿態，記錄各姿態下的各關節角數據θ_ij，j＝1，2，...，N_m，并通過雙目相機的左相機和右相機分別采集各姿態下工業機器人末端執行器的圖像，獲取N_m對圖像；對N_m對圖像中的每對圖像進行處理，得到每對圖像對應的末端執行器的點云；對第一對圖像處理后的末端執行器的點云，指定末端執行器中心點，將其在相機坐標系O_CX_CY_CZ_C下的坐標作為^CP₁，進而通過點云匹配，獲取其它N_m-1種姿態下工業機器人末端執行器中心點在相機坐標系O_CX_CY_CZ_C下的坐標^CP_j，j＝2，3，...，N_m；

步驟S400，結合^CT_B0、^i-1T_i、^ET_K0、^CP_j和θ_ij，求解誤差校正矩陣E_BC、E_KE和E_i，實現對視覺引導的工業機器人系統的標定；

其中，所述工業機器人基座坐標系O_BX_BY_BZ_B和工業機器人法蘭盤坐標系O_EX_EY_EZ_E均通過廠商提供的工業機器人使用手冊加以獲得；所述相機坐標系O_CX_CY_CZ_C以雙目相機的左相機的光心作為原點O_C，以左相機圖像的橫軸方向和縱軸方向分別作為X_C軸方向和Y_C軸方向，以左相機的光軸作為Z_C軸；所述末端執行器坐標系O_KX_KY_KZ_K，其坐標系原點為末端執行器中心點O_K，以末端執行器的軸向方向作為Z_K軸方向，任選經過O_K且垂直于Z_K軸的方向作為X_K軸方向，Y_K軸方向由右手定則確定。