机器人的手眼标定方法和系统技术方案

本申请涉及一种机器人的手眼标定方法和系统，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，控制机器人分别绕第一旋转轴、第二旋转轴和第三旋转轴顺时针和逆时针旋转预设角度，分别在对应的机器人位姿上采集第二标定板图像组，获得标定板坐标系与机器人基座坐标系之间的第一旋转平移关系，根据和机器人当前位置，获得机器人末端在标定板坐标系下的坐标，根据标定板到相机的旋转平移矩阵和，获得相机到机器人末端的平移关系，根据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关系，获得眼在手上的标定结果，解决了常规的手眼标定方法求解不收敛及准确率低的问题。法求解不收敛及准确率低的问题。法求解不收敛及准确率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
机器人的手眼标定方法和系统


[0001]本申请涉及机器视觉
，特别是涉及机器人的手眼标定方法和系统。

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手眼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，常规的手眼标定方法通常采用AX=XB或AX=YB两种模型，基于特定的代价函数并使用线性或非线性求解器进行最优化求解，得到相机与机器人末端的旋转平移关系，即可完成标定，但基于这两种模型的求解方法要求标定人员随机选择机器人位姿进行取图，其最终获得的手眼标定结果精度可能受人为因素的影响，存在一定的不确定性，准确率低，且在某些情况下甚至可能求解不收敛，得到完全错误的结果。
[0004]目前针对相关技术中使用常规的手眼标定方法时，存在求解不收敛以及准确率低的问题，尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种机器人的手眼标定方法和系统，以至少解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人的手眼标定方法，其特征在于，应用于眼在手上的工况下，所述方法包括：S11，控制机器人沿机器人基座坐标系拍摄第一标定板图像组，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；S12，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；S13，将过机器人末端且平行于机器人基座坐标系X轴的轴记为第一旋转轴，将过机器人末端且平行于机器人基座坐标系Y轴的轴记为第二旋转轴，将过机器人末端且平行于机器人基座坐标系Z轴的轴记为第三旋转轴；S14，控制机器人分别绕所述第一旋转轴、所述第二旋转轴和所述第三旋转轴顺时针和逆时针旋转预设角度，并分别在对应的机器人位姿上采集第二标定板图像组；S15，根据所述第二标定板图像组，获得若干个标定板到相机的旋转平移矩阵，根据若干个标定板到相机的旋转平移矩阵，获得标定板坐标系与机器人基座坐标系之间的第一旋转平移关系；S16，根据所述标定板坐标系与机器人基座坐标系之间的第一旋转平移关系和机器人当前位置，获得机器人末端在标定板坐标系下的坐标；S17，根据标定板到相机的旋转平移矩阵和机器人末端在标定板坐标系下的坐标，获得相机到机器人末端的平移关系；S18，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关系，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，所述控制机器人分别绕所述第一旋转轴、所述第二旋转轴和所述第三旋转轴顺时针和逆时针旋转预设角度，并分别在对应的机器人位姿上采集第二标定板图像组之后，所述方法还包括：判断所述第二标定板图像组中的标定板图像是否均包括完整的标定板特征，若判断结果为否，则缩小所述预设角度，重新采集所述第二标定板图像组，直到控制机器人绕所述第一旋转轴、所述第二旋转轴和所述第三旋转轴顺时针和逆时针旋转缩小后的预设角度的情况下，采集到的第二标定板图像组中的标定板图像均包括完整的标定板特征。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在缩小所述预设角度的情况下，所述获得标定板坐标系与机器人基座坐标系之间的第一旋转平移关系之后，所述方法还包括：S31，根据所述标定板坐标系与机器人基座坐标系之间的第一旋转平移关系，获得过标定板原点并分别平行于机器人基座坐标系X轴、Y轴和Z轴的第四旋转轴、第五旋转轴和第六旋转轴；
S32，对所述第四旋转轴、所述第五旋转轴和所述第六旋转轴重复执行步骤S14至步骤S15，获得标定板坐标系与机器人基座坐标系之间的第二旋转平移关系；S33，在缩小所述预设角度的情况下，根据标定板坐标系与机器人基座坐标系之间的第二旋转平移关系，重复执行步骤S31至步骤S32，直到机器人所使用的拍摄角度为所述预设角度的情况下，结束迭代。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据若干个标定板到相机的旋转平移矩阵，获得标定板坐标系与机器人基座坐标系之间的第一旋转平移关系包括：根据若干个标定板到相机的旋转平移矩阵，分别获得所述第一旋转轴、所述第二旋转轴和所述第三旋转轴的旋转轴方向，中垂面方程和旋转半径，根据第一旋转轴、所述第二旋转轴和所述第三旋转轴的旋转轴方向，中垂面方程和旋转半径，分别获得第一旋转轴方程、第二旋转轴方程和第三旋转轴方程；根据所述第一旋转轴方程、第二旋转轴方程和第三旋转轴方程，获得机器人末端到标定板坐标系下的坐标，根据所述机器人末端到标定板坐标系下的坐标和机器人基座到标定板坐标系的旋转矩阵，获得标定板坐标系与机器人基座坐标系之间的第一旋转平移关系。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据若干个标定板到相机的旋转平移矩阵，分别获得所述第一旋转轴、所述第二旋转轴和所述第三旋转轴的旋转轴方向，中垂面方程和旋转半径包括：S51，获取所述第一旋转轴对应的标定板到相机的旋转平移矩阵的相对旋转和相对平移，根据所述相对旋...

【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：