通用的机器人眼在手上标定方法和系统技术方案

本申请涉及一种通用的机器人眼在手上标定方法和系统，通过控制机器人沿机器人基座坐标系拍摄第一标定板图像组，获得机器人末端到相机的旋转矩阵，控制机器人末端与相机作为一个刚性的整体绕与机器人基座坐标系Z轴平行的轴旋转，并拍摄若干个位姿下的第二标定板图像组，获取若干个标定板坐标系下相机的位姿，并进行三维圆拟合获得圆心，将旋转轴上与机器人末端在机器人基座坐标系下相同高度的点记为，相机、机器人末端在机器人基座坐标系下的位置分别记为和，根据、、和，获得相机到机器人末端的平移矩阵，通过和即可得到机器人眼在手上的标定结果，解决了常规方法对SCARA机器人求解不收敛的问题，且步骤更为简便。骤更为简便。骤更为简便。

【技术实现步骤摘要】
通用的机器人眼在手上标定方法和系统


[0001]本申请涉及机器视觉
，特别是涉及通用的机器人眼在手上标定方法和系统。

技术介绍

[0002]在机器视觉领域，机器人需要根据视觉系统给出的信号进行相应的路径规划等操作，而机器人坐标系统与视觉坐标系统又为两个独立的模块，所以需要通过对机器人进行标定获取机器人坐标系和相机坐标系的旋转平移关系。
[0003]在相关技术中，眼在手上的标定过程为相机固定在机器人末端，标定板固定在地上，控制机器人到达不同位姿后，相机拍摄不同位姿下的标定板图像，再通过AX=XB或AX=YB两种模型求解相机与机器人末端的旋转平移关系，即可完成标定，但这两种模型的线性求解方法仅适用于六轴机器人，而对于SCARA机器人，这两种模型的线性求解方法存在无穷多解；而使用更传统的标定针尖的戳点法在操作时需要多次拆装和标定针尖和作业工具，步骤较为繁琐。
[0004]目前针对相关技术中使用常规的眼在手上标定方法时，对SCARA机器人求解不收敛，使用标定针尖的戳点法时，步骤繁琐的问题，尚未提出有效的解决方案。
专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通用的机器人眼在手上标定方法，其特征在于，所述方法包括：控制机器人沿机器人基座坐标系拍摄第一标定板图像组，其中，所述第一标定板图像组包括在机器人基座坐标系的原点、X轴、Y轴和Z轴的方向上至少各拍摄的一张标定板图像；根据所述第一标定板图像组，获得标定板到相机的旋转矩阵以及机器人基座到标定板坐标系的旋转矩阵；根据机器人姿态、机器人基座到标定板坐标系的旋转矩阵和标定板到相机的旋转矩阵，获得机器人末端到相机的旋转矩阵；控制机器人末端与相机作为一个刚性的整体绕与机器人基座坐标系Z轴平行的轴旋转，并拍摄若干个位姿下的第二标定板图像组；根据所述第二标定板图像组，获得若干个标定板坐标系下相机的位姿，根据所述若干个标定板坐标系下相机的位姿，进行三维圆拟合获得圆心；将旋转轴上与机器人末端在机器人基座坐标系下相同高度的点记为，相机在机器人基座坐标系下的位置记为，机器人末端在机器人基座坐标系下的位置记为；获取和，根据标定板到相机的旋转矩阵、机器人基座到标定板坐标系的旋转矩阵、和，获得相机到机器人末端的平移矩阵；根据所述机器人末端到相机的旋转矩阵和相机到机器人末端的平移矩阵，获得机器人眼在手上的标定结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一标定板图像组，获得标定板到相机的旋转矩阵包括；根据所述第一标定板图像组、相机内参和镜头畸变参数，获得若干个标定板坐标系下相机的位姿，对所述若干个标定板坐标系下相机的位姿取平均，获得标定板到相机的旋转矩阵。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一标定板图像组，获得机器人基座到标定板坐标系的旋转矩阵包括：根据所述第一标定板图像组，分别获取平行于机器人基座坐标系X轴、Y轴和Z轴的直线方程，并分别获取所述直线方程的方向向量；根据所述直线方程的方向向量，获得机器人基座到标定板坐标系的旋转矩阵。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据机器人姿态和机器人基座到标定板坐标系的旋转矩阵、标定板到相机的旋转矩阵，获得机器人末端到相机的
旋转矩阵包括：根据机器人姿态和机器人基座到标定板坐标系的旋转矩阵，获得机器人末端到标定板的旋转矩阵；根据标定板到相机的旋转矩阵和机器人末端到标定板的旋转矩阵，获得机器人末端到相机的旋转矩阵。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取包括：控制机器人平移，使得工具接触标定板平面预设范围内的点，获取当前机器人姿态；控制机器人末端沿机器人基座坐标系Z轴向上平移，拍摄标定板图像并获得当前机器人姿态；根据所述标定板图像进行外参标定，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王灿，郭骏杰，丁丁，
申请(专利权)人：杭州灵西机器人智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：