一种基于RGB-D相机的机器人手眼系统及其自标定方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于RGB‑D相机的机器人手眼系统及其自标定方法，涉及机器人技术领域，包括以下步骤：(1)机器人通过底座固定在台面上，通过连接件带动RGB‑D相机运动，获取一系列环境的深度图，并同时记录下机器人位姿；(2)利用连续的深度图对所拍摄场景进行三维重建，获取拍摄每一张深度图时相机的位姿；(3)将同一时刻的相机位姿和机器人位姿结合构成关于机器人末端和相机相对位姿的约束方程；(4)将所有时刻位姿组合构建一个关于机器人末端和相机相对位姿的方程组；(5)通过Tsai‑Lenz方法对方程组进行求解，得到机器人末端和相机的相对位姿。本发明专利技术不需要借助特殊的标记物，并且算法简单，可用于在线标定，大大提高了机器人手眼标定的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于RGB-D相机的机器人手眼系统及其自标定方法
本专利技术涉及机器人
，尤其涉及一种基于RGB-D相机的机器人手眼系统及其自标定方法
技术介绍
在“中国制造2025”计划提出的背景下，中国工业对柔性生产线和智能机器人的需求越来越迫切。让机器人智能化的一种重要手段就是利用机器视觉给予机器人看的能力。机器视觉指的是通过视觉传感器获取环境的图像信息，使得机器具有视觉感知的功能。通过机器视觉，可以让机器人辨识物体，并确定物体的位置。机器人的运动坐标系和相机的坐标系之间通过“手眼标定”进行结合，这里可以将机器人的末端执行器看作人的手，而视觉传感器看作人的眼睛。机器人手眼系统一般分为两种，眼在手上(eye-in-hand)和眼在手外(eye-to-hand)，前者将视觉传感器固定在机器人末端执行器上，可以随着机器人末端运动，后者将视觉传感器固定在环境中，不随机器人末端运动。前者往往具有更高的灵活性，而且使得机器人的动作具有更高的精度。传统的机器人手眼系统采用高精度的标记物，如立方体或者棋盘格等装置，在图像中提取角点，并通过射影几何方式计算出相机到标记物的相对位置，同时记录下机器人末端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于RGB‑D相机的机器人手眼系统自标定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、通过机器人带动安装在机器人末端的RGB‑D相机运动，获取一系列周围环境深度图，并记录下同一时刻机器人的位姿信息；步骤S2、利用一系列连续的深度图对所拍摄场景进行三维重建，从而获得每张深度图拍摄时的相机位姿；步骤S3、将同一时刻的相机位姿和机器人位姿结合成一个数据对，并将任意两组不同时刻的数据对进行组合以构成关于机器人末端和相机相对位姿的约束方程；步骤S4、将所有时刻位姿两两组合构建一个大的关于机器人末端和相机相对位姿的方程组；步骤S5、采用Tsai‑Lenz算法对方程组进行求解，得到机器人末端和相机的相对...

【技术特征摘要】
1.一种基于RGB-D相机的机器人手眼系统自标定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、通过机器人带动安装在机器人末端的RGB-D相机运动，获取一系列周围环境深度图，并记录下同一时刻机器人的位姿信息；步骤S2、利用一系列连续的深度图对所拍摄场景进行三维重建，从而获得每张深度图拍摄时的相机位姿；步骤S3、将同一时刻的相机位姿和机器人位姿结合成一个数据对，并将任意两组不同时刻的数据对进行组合以构成关于机器人末端和相机相对位姿的约束方程；步骤S4、将所有时刻位姿两两组合构建一个大的关于机器人末端和相机相对位姿的方程组；步骤S5、采用Tsai-Lenz算法对方程组进行求解，得到机器人末端和相机的相对位姿。2.一种基于RGB-D相机的机器人手眼系统，其特征在于，包括机器人、工作台、机器人基座、刚性连接件、RGB-D相机和机器人末端执行器；所述机器人基座设置在所述工作台上；所述机器人设置在所述机器人基座上；所述刚性连接件设置在所述机器人末端；所述RGB-D相机设置在所述刚性连接件上；所述机器人末端执行器设置在所述刚性连接件上。3.如权利要求1所述的基于RGB-D相机的机器人手眼系统自标定方法，其特征在于，所述获取同一时刻的机器人位姿和RGB-D相机的深度图，是通过硬件触发或者软件触发的方式触发所述RGB-D相机获取一帧图像，同时通过socket或者机器人API获取所述机器人位姿。4.如权利要求1所述的基于RGB-D相机的机器人手眼系统自标定方法，其特征在于，所述根据一系列连续的深度图对所拍摄的场景进行三维重建，是通过TSDFVolume模型将多帧深度图进行融合，对所述场景进行三维重建并估计出每一张深度图对应的所述RGB-D相...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明洋，王家鹏，任明俊，
申请(专利权)人：上海节卡机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31