[發明專利]機器人標定方法、系統和裝置

在審

• 申請號: 202310160363.0
• 申請日: 2023-02-23
• 公開（公告）號: CN116141321A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 請求不公布姓名
• 申請（專利權）人: 上海微創醫療機器人（集團）股份有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J18/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 童磊

1.一種機器人標定方法，其特征在于，所述機器人至包含有第一機械臂、第二機械臂，所述第一機械臂掛載有影像采集端，所述第二機械臂掛載有目標操作器械，所述方法包括：

確定目標操作的目標操作類型；

根據目標操作的目標操作類型，從預設的靶標集中篩選出相匹配的靶標分別設置于第一機械臂和第二機械臂上，作為第一靶標和第二靶標；其中，所述預設的靶標集包含有多個不同結構形狀的且設置有標識碼的靶標；

根據預設的標定規則，利用標定相機和機器人進行標定處理，確定出目標操作器械的關鍵點關于第二靶標坐標系的轉換關系，以及影像采集端的影像坐標系關于第一靶標坐標系的轉換關系，作為標定結果。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預設的靶標集中的靶標包括以下至少之一：傘形靶標、臺階環繞形靶標、球形靶標、Y字形靶標、十字形靶標；

所述標定相機包括設置于獨立于機器人的外置光學平臺中的相機。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據預設的標定規則，利用標定相機和機器人進行標定處理，以確定出目標操作器械的關鍵點關于第二靶標坐標系的轉換關系，以及影像采集端的影像坐標系關于第一靶標坐標系的轉換關系，包括：

根據預設的標定規則，控制機器人移動第一機械臂和/或第二機械臂；并通過標定相機采集移動過程中的標定圖片，獲取機器人運動控制端參數；

根據所述標定圖片和機器人運動控制端參數，確定出目標操作器械的關鍵點關于第二靶標坐標系的轉換關系，以及影像采集端的影像坐標系關于第一靶標坐標系的轉換關系。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，根據預設的標定規則，控制機器人移動第一機械臂和/或第二機械臂，包括：

根據目標操作類型，確定出相匹配的目標移動路徑；

控制機器人根據目標移動路徑移動第一機械臂和/或第二機械臂；

其中，所述目標移動路徑包括預設的移動路徑，或，用戶自定義的移動路徑。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，通過標定相機采集移動過程中的標定圖片，獲取機器人運動控制端參數，包括：

在控制機器人根據目標移動路徑移動第一機械臂和/或第二機械臂至當前位姿時；控制機器人向中間通訊模塊發送機器人消息，以觸發標定相機采集相對應的標定圖片；通過中間通訊模塊獲取相對應的機器人運動控制端參數；其中，所述標定相機通過中間通訊模塊接收并響應該機器人消息，采集與當前位姿相對應的標定圖片。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，根據所述標定圖片和機器人運動控制端參數，確定出目標操作器械的關鍵點關于第二靶標坐標系的轉換關系，以及影像采集端的影像坐標系關于第一靶標坐標系的轉換關系，包括：

根據標定圖片、標定相機的內參數據，以及機器人運動控制端參數，確定出標定相機關于第一靶標的第一外參數據，以及標定相機關于第二靶標的第二外參數據；

根據第一外參數據，獲取第一靶標坐標系與標定相機坐標系的轉換關系；根據第二外參數據，獲取第二靶標坐標系與標定相機坐標系的轉換關系；

根據所述機器人運動控制端參數確定機器人基坐標系與第一機械臂尾端坐標系的轉換關系、機器人基坐標系與第二機械臂尾端坐標系的轉換關系、第一靶標坐標系與標定相機坐標系的轉換關系，以及第二靶標坐標系與標定相機坐標系的轉換關系，求解得到標定相機坐標系與機器人基坐標系的轉換關系、第一靶標坐標系與第一機械臂的尾端坐標系的轉換關系、第二靶標坐標系與第二機械臂的尾端坐標系的轉換關系；

根據標定相機坐標系與機器人基坐標系的轉換關系、第一靶標坐標系與第一機械臂的尾端坐標系的轉換關系，確定出影像采集端的影像坐標系關于第一靶標坐標系的轉換關系；根據標定相機坐標系與機器人基坐標系的轉換關系、第二靶標坐標系與第二機械臂的尾端坐標系的轉換關系，確定出目標操作器械的關鍵點關于第二靶標坐標系的轉換關系。