【技术实现步骤摘要】
机械臂自动标定方法以及标定装置
本专利技术涉及工具坐标系标定领域，具体地说，涉及机械臂自动标定方法以及标定装置。
技术介绍
工业机器人是机电一体化的典型代表，它在工业上的各行各业都有广泛的应用，不断提高生产效率。随着机器人学、计算机技术以及图像处理技术的不断发展，工业机器人搭配视觉系统的应用越来越广。视觉系统作为工业机器人获取环境信息的主要方式，它可以提高工业机器人的识别定位能力，增强工业机器人工作的灵活性。在工业机器人与视觉系统搭配的应用中，需要通过视觉系统获取标志物T在图像中的像素坐标，通过校正关系参数计算得出标志物位置在机器人坐标系下的坐标，用于机器人前往该坐标完成作业。因此，要想稳定可靠地实现此应用，首先需要建立工业机器人坐标系与视觉系统坐标系之间的关系，得出两坐标系之间的校正关系参数。目前机械臂搭配视觉完成作业被普遍应用，视觉相当于机械臂的眼睛，告知机械臂操作对象的位置坐标，并且所获得的坐标精度直接影响操作效率及质量。因而快速、准确地实现坐标系变换是重要且必要的。目前机械臂坐标与视觉坐标的变换匹配多在操作前...
【技术保护点】
1.一种机械臂自动标定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/nS100、建立基于相机生成的像素坐标系和建立基于机械臂底座的大地坐标系；/nS200、对大地坐标系与像素坐标系进行校正，获得用于转换大地坐标系与像素坐标系的比例参数和可拍到标志物的机械臂运动范围；/nS300、获取至少三个不同的机械臂旋转角度下相机在标志物正上方的点位信息；/nS400、计算相机中心位置与轴系末端的位置的相对位置参数；/nS500、获取相同机械臂旋转角度下标记点在不同位置的点位信息，所述标记点为标志物上固定的一点；/nS600、根据S500获得的点位信息计算坐标校正参数。/n
【技术特征摘要】
1.一种机械臂自动标定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S100、建立基于相机生成的像素坐标系和建立基于机械臂底座的大地坐标系；
S200、对大地坐标系与像素坐标系进行校正，获得用于转换大地坐标系与像素坐标系的比例参数和可拍到标志物的机械臂运动范围；
S300、获取至少三个不同的机械臂旋转角度下相机在标志物正上方的点位信息；
S400、计算相机中心位置与轴系末端的位置的相对位置参数；
S500、获取相同机械臂旋转角度下标记点在不同位置的点位信息，所述标记点为标志物上固定的一点；
S600、根据S500获得的点位信息计算坐标校正参数。
2.如权利要求1所述的机械臂自动标定方法，其特征在于，所述步骤S100包括：
将标志物放置于在相机的视野范围内，建立标志物在视觉中的大小，标志物在像素坐标系的X轴方向的长度为a，标志物在像素坐标系的Y轴方向的长度为b，选取标志物上任意一点为标记点；
建立像素坐标系范围，其中像素坐标系的X轴的长度范围是L，像素坐标系的Y轴的长度范围是W；
获取起始点机械臂旋转角度：β0。
3.如权利要求2所述的机械臂自动标定方法，其特征在于，所述步骤S200包括：
将相机移动到能够拍摄到标志物的起始位置，设所述起始位置在大地坐标系中的坐标为(x0，y0)，在像素坐标系中的坐标为(x′0，y′0)；
将所述轴系末端沿X轴移动至坐标点Ri(xi，yi)，之后再沿Y轴移动至坐标点Rj(xj，yj)，并记录这两点对应的像素坐标系中的坐标Ci(x′i，y′i)、Cj(x′j，y′j)；
根据以下公式：
计算得到k11、k12、k21、k22。
4.如权利要求3所述的机械臂自动标定方法，其特征在于，所述步骤S200还包括：
设轴系末端当前在大地坐标系中坐标为(x1，y1)，其对应的像素坐标(x’，y’)；
根据公式(1)获得
将所述轴系末端沿X轴移动px0到达坐标点(x2，y2)，再沿Y轴移动py0到达坐标点(x3，y3)，保证标志物仍然在相机的视野范围内，并记录对应像素坐标；
使用(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)及对应像素坐标，以及公式(1)计算得所述比例参数K0：
使用K0，计算可拍到标志物的机械臂运动范围。
5.如权利要求3或4所述的机械臂自动标定方法，其特征在于，所述步骤S300包括：
设轴系末端当前位置(x0，y0，rz0)，对应的像素坐标(x’，y’)；
根据公式(1)获得：将标记点移到相机视野中心将所述轴系末端沿X轴移动px之后再沿Y轴移动py；
记录当前机械臂旋转角度β...
【专利技术属性】
技术研发人员：颜良益，杨杰，伍蒙，王志芳，
申请(专利权)人：中达电子零组件吴江有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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