基于3D视觉手眼标定方法技术

本发明专利技术公开了一种基于3D视觉手眼标定方法。该方法包括以下步骤：将3D视觉传感器安装在机械手末端；将测量工件放置在地面；计算机械手末端法兰坐标系相对于机器人基坐标系的齐次变换矩阵；移动机器人不同位置，通过3D视觉传感器读取测量工件圆孔圆心在相机坐标系中不同的三维位置(X，Y，Z)；联立方程组，采用最小二乘法求解机械手法兰坐标系与3D视觉传感器坐标系之间的齐次变换矩阵。本发明专利技术通过读取机器人以及3D视觉传感器内部变量值，通过计算获得机械手法兰坐标与3D视觉传感器坐标之间的齐次变换矩阵，方法简单，精度值高，能够为大型零件三维点云精密重构提供换算基础。

Hand-eye calibration method based on 3D vision

The invention discloses a hand-eye calibration method based on 3D vision. The method includes the following steps: installing the 3D vision sensor at the end of the manipulator; placing the measuring workpiece on the ground; calculating the homogeneous transformation matrix of the flange coordinate system at the end of the manipulator relative to the basic coordinate system of the robot; reading the different three-dimensional positions (X, Y, Z) of the measuring workpiece's circular hole center in the camera coordinate system through the 3D vision sensor at different positions of the mobile robot; The least square method is used to solve the homogeneous transformation matrix between the coordinate system of mechanical manipulation blue and the coordinate system of 3D vision sensor. By reading the internal variable values of the robot and the 3D vision sensor, and calculating the homogeneous transformation matrix between the mechanical manipulation blue coordinates and the coordinates of the 3D vision sensor, the method is simple and the precision value is high, which can provide the conversion basis for the precise reconstruction of the three-dimensional point cloud of large parts.

【技术实现步骤摘要】
基于3D视觉手眼标定方法
本专利技术涉及3D视觉领域，具体涉及一种基于3D视觉手眼标定方法。
技术介绍
在工程大型零件精密检测过程中，需要3D视觉传感器采集零件三维点云数据与标准零件的点云数据进行比较。3D视觉传感器拍摄区域有限，对大型零件通常采用分段采集并通过数据配准方法重构大型零件，虽然能够完成目标，但是精度比较低。另一种对大型零件进行重构的方法是将3D视觉传感器获取得到的分段三维点云数据放入同一个实际坐标系中并进行三维重构，这种方法能够降低三维点云数据重构算法引起的精度误差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于3D视觉手眼标定方法，计算机械手末端法兰坐标系与3D视觉传感器坐标系之间的转换矩阵，将3D视觉传感器获取得到的坐标数据转换成实际坐标系中数据。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于3D视觉手眼标定方法，包括：通过移动机械手到合适位置，通过3D视觉传感器识别测量工件圆孔并记录圆孔圆心在3D视觉传感器坐标系中的位置C1(XC1,XC1,YC1)，从机械手的控制器中记录此时法兰位置F1(XF1,YF1,ZF1,AF1,BF1,CF1)；保持测量零件的位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于3D视觉手眼标定方法，其特征在于，包括：通过移动机械手到合适位置，通过3D视觉传感器识别测量工件圆孔并记录圆孔圆心在3D视觉传感器坐标系中的位置C1(XC1,XC1,YC1)，从机械手的控制器中记录此时法兰位置F1(XF1,YF1,ZF1,AF1,BF1,CF1)；保持测量零件的位置不变，通过控制器移动机械手到不同位置，分别记录这些位置圆孔圆心在3D视觉传感器坐标系中的位置C2(XC2,XC2,YC2)，C3(XC3,XC3,YC3)，C4(XC4,XC4,YC4)……..以及KUKA机械手末端法兰位置F2(XF2,YF2,ZF2,AF2,BF2,CF2)，F3(XF3,YF3,Z...

【技术特征摘要】
1.一种基于3D视觉手眼标定方法，其特征在于，包括：通过移动机械手到合适位置，通过3D视觉传感器识别测量工件圆孔并记录圆孔圆心在3D视觉传感器坐标系中的位置C1(XC1,XC1,YC1)，从机械手的控制器中记录此时法兰位置F1(XF1,YF1,ZF1,AF1,BF1,CF1)；保持测量零件的位置不变，通过控制器移动机械手到不同位置，分别记录这些位置圆孔圆心在3D视觉传感器坐标系中的位置C2(XC2,XC2,YC2)，C3(XC3,XC3,YC3)，C4(XC4,XC4,YC4)……..以及KUKA机械手末端法兰位置F2(XF2,YF2,ZF2,AF2,BF2,CF2)，F3(XF3,YF3,ZF3,AF3,BF3,CF3)，F4(XF4,YF4,ZF4,AF4,BF4,CF4)…….；测量零件在基坐标系中的位置B＝[F][X]C，其中[F]为机械手法兰坐标系与基坐标系之间的变换矩阵，[X]4×4为需要求解的机械手法兰坐标系与3D视觉传感器坐标系之间的变换矩阵，C为测量零件圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫正，葛继，谷森，汝长海，孙钰，
申请(专利权)人：江苏集萃微纳自动化系统与装备技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32