一种手眼标定评估方法及机器人技术

本申请实施例提供了一种手眼标定评估方法及机器人。上述手眼标定评估方法包括：获取机械臂末端坐标系相对于标记物所在的标记物坐标系的第一变换关系；基于第一变换关系，以及第一位姿信息和第二位姿信息，确定标准手眼标定变换关系；获取机械臂的测量手眼标定变换关系，基于标准手眼标定变换关系，确定测量手眼标定变换关系的标定精度；其中，标记物位于机械臂末端的预设位置处；标准手眼标定变换关系用于表示视觉传感器所在的相机坐标系相对于基座坐标系的变换关系，第一位姿信息为机械臂末端在基座坐标系中的位姿信息，第二位姿信息为标记物在相机坐标系中的位姿信息。应用本申请实施例提供的方案，能够实现对手眼标定的精度进行评估。

A hand eye calibration evaluation method and robot

【技术实现步骤摘要】
一种手眼标定评估方法及机器人
本申请涉及机械臂
，特别是涉及一种手眼标定评估方法及机器人。
技术介绍
手眼标定指建立机械臂基座和相机坐标系的相对关系，使得视觉传感器捕抓到的物体能在机械臂基座坐标系里表达。高精度的手眼标定是完成操作任务的前提。机械臂是一种机械部件和电器元件相结合的设备。机械臂通常包括视觉传感器、主体、基座及主控部件等。视觉传感器相对于基座是固定的。机械臂可以是机器人上的一部分，也可以是单独的设备。机械臂可以通过一系列电动机和活动关节的控制实现对机械臂主体部分的移动，并使得机械臂末端到达预定位置。在确定手眼标定转换关系时，可以在机械臂末端安装标定板，移动机械臂到不同位姿，分别记录多组机械臂末端在基座坐标系中的位姿、标定板相对于相机坐标系的位姿。通过记录的多组数据，采用优化方法求解相机坐标系相对于基座坐标系的变换关系(即手眼标定变化关系)。但是求解结果为近似值。因此，存在对求解的手眼标定的精度进行评估的需求。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供了一种手眼标定评估方法及机器人，以实现对手眼标定的精度进行评估。第一方面，本申请实施例提供了一种手眼标定评估方法，所述方法包括：获取机械臂末端所在的末端坐标系相对于标记物所在的标记物坐标系的第一变换关系；所述标记物位于所述机械臂末端的预设位置处；基于所述第一变换关系，以及第一位姿信息和第二位姿信息，确定标准手眼标定变换关系；其中，所述标准手眼标定变换关系用于表示视觉传感器所在的相机坐标系相对于基座坐标系的变换关系，所述第一位姿信息为所述机械臂末端在所述基座坐标系中的位姿信息，所述第二位姿信息为所述标记物在所述相机坐标系中的位姿信息；获取所述机械臂的测量手眼标定变换关系；基于所述标准手眼标定变换关系，确定所述测量手眼标定变换关系的标定精度。可选的，所述基于所述第一变换关系，以及第一位姿信息和第二位姿信息，确定标准手眼标定参量的步骤，包括：基于公式AXB＝C，确定标准手眼标定变换关系；其中，所述X为所述标准手眼标定变换关系，所述B为所述第一位姿信息，所述A为根据所述第二位姿信息得到的视觉传感器在所述标记物坐标系中的位姿信息，所述C为所述第一变换关系。可选的，采用以下方式确定所述第二位姿信息：在所述机械臂末端根据所述第一位姿信息完成移动任务时，获取所述机械臂的视觉传感器采集的包含所述标记物的图像；基于预设的标记物特征，从所述图像中检测所述标记物，并确定所述标记物在所述相机坐标系中的第二位姿信息。第二方面，本申请实施例提供了一种定位精度确定方法，该方法包括：获取第一位姿信息和对应的第二位姿信息，获取机械臂末端所在的末端坐标系相对于标记物所在的标记物坐标系的第一变换关系；其中，所述标记物位于所述机械臂末端的预设位置处，所述第一位姿信息为所述机械臂末端在基座坐标系中的位姿信息，所述第二位姿信息为所述标记物在视觉传感器所在的相机坐标系中的位姿信息；根据所述第一变换关系和所述第二位姿信息，确定所述机械臂末端在所述相机坐标系中的第三位姿信息；基于所述第三位姿信息，根据预设的手眼标定变换关系，确定所述机械臂末端在所述基座坐标系中的第四位姿信息；以所述第四位姿信息为测量位姿信息，以所述第一位姿信息为标准位姿信息，确定所述机械臂的定位精度。可选的，在确定所述定位精度之后，所述方法还包括：在确定所述机械臂末端待移动的目标位姿信息时，根据所述定位精度对所述目标位姿信息进行修正；根据修正后的目标位姿信息，控制所述机械臂的各个关节进行移动，以使所述机械臂末端移动所述目标位姿信息。第三方面，本申请实施例提供了一种手眼标定确定方法，所述方法包括：获取机械臂末端所在的末端坐标系相对于标记物所在的标记物坐标系的第一变换关系；所述标记物位于所述机械臂末端的预设位置处；基于所述第一变换关系，以及第一位姿信息和第二位姿信息，确定标准手眼标定变换关系；其中，所述标准手眼标定变换关系用于表示视觉传感器所在的相机坐标系相对于基座坐标系的变换关系，所述第一位姿信息为所述机械臂末端在所述基座坐标系中的位姿信息，所述第二位姿信息为所述标记物在所述相机坐标系中的位姿信息。第四方面，本申请实施例提供了一种机器人，该机器人包括：处理器、机械臂和视觉传感器；处理器，用于获取所述机械臂末端所在的末端坐标系相对于标记物所在的标记物坐标系的第一变换关系；基于所述第一变换关系，以及第一位姿信息和第二位姿信息，确定标准手眼标定变换关系；获取所述机械臂的测量手眼标定变换关系；基于所述标准手眼标定变换关系，确定所述测量手眼标定变换关系的标定精度；其中，所述标记物位于所述机械臂末端的预设位置处；所述标准手眼标定变换关系用于表示所述视觉传感器所在的相机坐标系相对于基座坐标系的变换关系，所述第一位姿信息为所述机械臂末端在所述基座坐标系中的位姿信息，所述第二位姿信息为所述标记物在所述相机坐标系中的位姿信息。可选的，处理器，基于所述第一变换关系，以及第一位姿信息和第二位姿信息，确定标准手眼标定参量时，包括：基于公式AXB＝C，确定标准手眼标定变换关系；其中，所述X为所述标准手眼标定变换关系，所述B为所述第一位姿信息，所述A为根据所述第二位姿信息得到的视觉传感器在所述标记物坐标系中的位姿信息，所述C为所述第一变换关系。可选的，视觉传感器，在所述机械臂末端根据所述第一位姿信息完成移动任务时，采集包含所述标记物的图像；所述处理器，还用于获取所述视觉传感器采集的所述图像；基于预设的标记物特征，从所述图像中检测所述标记物，并确定所述标记物在所述相机坐标系中的第二位姿信息。第五方面，本申请实施例还提供了另一种机器人，该机器人包括：处理器、机械臂和视觉传感器；处理器，用于获取第一位姿信息和对应的第二位姿信息，获取所述机械臂末端所在的末端坐标系相对于标记物所在的标记物坐标系的第一变换关系；根据所述第一变换关系和所述第二位姿信息，确定所述机械臂末端在所述相机坐标系中的第三位姿信息；基于所述第三位姿信息，根据预设的手眼标定变换关系，确定所述机械臂末端在所述基座坐标系中的第四位姿信息；以所述第四位姿信息为测量位姿信息，以所述第一位姿信息为标准位姿信息，确定所述机械臂的定位精度；其中，所述标记物位于所述机械臂末端的预设位置处，所述第一位姿信息为所述机械臂末端在基座坐标系中的位姿信息，所述第二位姿信息为所述标记物在所述视觉传感器所在的相机坐标系中的位姿信息。可选的，该机器人还包括：驱动部件；所述处理器，还用于在确定所述定位精度之后，且确定所述机械臂末端待移动的目标位姿信息时，根据所述定位精度对所述目标位姿信息进行修正；根据修正后的目标位姿信息，控制所述驱动部件，以使所述驱动部件驱动所述机械臂的各个关节进行移动，以便所述机械臂末端移动所述目标位姿信息。第六方面，本申请实施例还提供了另一种机器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手眼标定评估方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取机械臂末端所在的末端坐标系相对于标记物所在的标记物坐标系的第一变换关系；所述标记物位于所述机械臂末端的预设位置处；/n基于所述第一变换关系，以及第一位姿信息和第二位姿信息，确定标准手眼标定变换关系；其中，所述标准手眼标定变换关系用于表示视觉传感器所在的相机坐标系相对于基座坐标系的变换关系，所述第一位姿信息为所述机械臂末端在所述基座坐标系中的位姿信息，所述第二位姿信息为所述标记物在所述相机坐标系中的位姿信息；/n获取所述机械臂的测量手眼标定变换关系；/n基于所述标准手眼标定变换关系，确定所述测量手眼标定变换关系的标定精度。/n

【技术特征摘要】
1.一种手眼标定评估方法，其特征在于，所述方法包括：
获取机械臂末端所在的末端坐标系相对于标记物所在的标记物坐标系的第一变换关系；所述标记物位于所述机械臂末端的预设位置处；
基于所述第一变换关系，以及第一位姿信息和第二位姿信息，确定标准手眼标定变换关系；其中，所述标准手眼标定变换关系用于表示视觉传感器所在的相机坐标系相对于基座坐标系的变换关系，所述第一位姿信息为所述机械臂末端在所述基座坐标系中的位姿信息，所述第二位姿信息为所述标记物在所述相机坐标系中的位姿信息；
获取所述机械臂的测量手眼标定变换关系；
基于所述标准手眼标定变换关系，确定所述测量手眼标定变换关系的标定精度。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一变换关系，以及第一位姿信息和第二位姿信息，确定标准手眼标定参量的步骤，包括：
基于公式AXB＝C，确定标准手眼标定变换关系；其中，所述X为所述标准手眼标定变换关系，所述B为所述第一位姿信息，所述A为根据所述第二位姿信息得到的视觉传感器在所述标记物坐标系中的位姿信息，所述C为所述第一变换关系。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用以下方式确定所述第二位姿信息：
在所述机械臂末端根据所述第一位姿信息完成移动任务时，获取所述视觉传感器采集的包含所述标记物的图像；
基于预设的标记物特征，从所述图像中检测所述标记物，并确定所述标记物在所述相机坐标系中的第二位姿信息。


4.一种定位精度确定方法，其特征在于，所述方法包括：
获取第一位姿信息和对应的第二位姿信息，获取机械臂末端所在的末端坐标系相对于标记物所在的标记物坐标系的第一变换关系；其中，所述标记物位于所述机械臂末端的预设位置处，所述第一位姿信息为所述机械臂末端在基座坐标系中的位姿信息，所述第二位姿信息为所述标记物在视觉传感器所在的相机坐标系中的位姿信息；
根据所述第一变换关系和所述第二位姿信息，确定所述机械臂末端在所述相机坐标系中的第三位姿信息；
基于所述第三位姿信息，根据预设的手眼标定变换关系，确定所述机械臂末端在所述基座坐标系中的第四位姿信息；
以所述第四位姿信息为测量位姿信息，以所述第一位姿信息为标准位姿信息，确定所述机械臂的定位精度。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在确定所述定位精度之后，所述方法还包括：
在确定所述机械臂末端待移动的目标位姿信息时，根据所述定位精度对所述目标位姿信息进行修正；
根据修正后的目标位姿信息，控制所述机械臂的各个关节进行移动，以使所述机械臂末端移动所述目标位姿信息。


6.一种手眼标定确定方法，其特征在于，所述方法包括：
获取机械臂末端所在的末端坐标系相对于标记物所在的标记物坐标系的第一变换关系；所述标记物位于所述机械臂末端的预设位置处；
基于所述第一变换关系，以及第一位姿信息和第二位姿信息，确定标准手眼标定变换关系；
其中，所述标准手眼标定变换关系用于表示视觉传感器所在的相机坐标系相对于基座坐标系的变换关系，所述第一位姿信息为所述机械臂末端在所述基座坐标系中的位姿信息，所述第二位姿信息为所述标记物在所述相机坐标系中的位姿信息。


7.一种机器人，其特征在于，包括：处理器、机械臂和视觉传感器；
所述处理器，用于获取所述机械臂末端所在的末端坐标系相对于标记物所在的标记物坐标系的第一变换关系；基于所述第一变换关系，以及第一位姿信息和第二位姿信息，确定标准手眼标定变换关系；获取所述机械臂的测量手眼标定变换关系；基于所述标准手眼标定变换关系，确定所述测量手眼标定变换关系的标定精度；
其中，所述标记物位于所述机械臂末端的预设位置处；所述标准手眼标定变换关系用于表示所述视觉传感器所在的相机坐标系相对于基座坐标系的变换关系，所述第一位姿信息为所述机械臂末端在所述基座坐标系中的位姿信息，所述第二位姿信息为所述标记物在所述相机坐标系中的位姿信息。


8.根据权利要求7所述的机器人，其特征在于，所述处理器，基于所述第一变换关系，以及第一位姿信息和第二位姿信息，确定标准手眼标定参量时，包括：
基于公式AXB＝C，确定标准手眼标定变换关系；其中，所述X为所述标准手眼标定变换关系，所述B为所述第一位姿信息，所述A为根据所述第二位姿信息得到的视觉传感器在所述标记物坐标系中的位姿信息，所述C为所述第一变换关系。


9.根据权利要求7所述的机器人，其特征在于，所述视觉传感器，在所述机械臂末端根据所述第一位姿信息完成移动任务时，采集包含所述标记物的图像；
所述处理器，还用于获取所述视觉传感器采集的所述图像；基于预设的标记物特征，从所述图像中检测所述标记物，并确定所述标记物在所述相机坐标系中的第二位姿信息。


10....

【专利技术属性】
技术研发人员：李裕超，蔡宏，毛慧，浦世亮，
申请(专利权)人：杭州海康威视数字技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33