【技术实现步骤摘要】
一种机器人的快速手眼标定方法
[0001]本专利技术涉及机器人标定
，具体涉及一种机器人的快速手眼标定方法。
技术介绍
[0002]目前，大多数机器人手眼标定过程是利用不同拍照位机器人基座和机器人末端之间的变换位姿以及相机和标定板之间的变换位姿，来计算机器人末端与相机之间变换位姿，得到手眼标定结果。
[0003]传统的标定方法包括两大类：线性标定法和非线性标定法。线性标定法又分为两步法、共同标定法、数学法和运动限制法；非线性标定法为非线性运动法。
[0004]上述方法均需要输入机器人末端位姿，并与相机采集图像一一对应，操作过程复杂。
[0005]中国专利(CN113814987A)，名称为：多相机机器人手眼标定方法、装置、电子设备及存储介质，具体公开了根据环境相机、末端相机以及标定标准件在机器人基坐标系下的初始角度数据计算末端相机与末端之间的眼在手上标定和环境相机与机器人基座之间的眼在手外标定，但是其在计算眼在手上关系时也采用到机器人末端和机器人基座之间的位姿关系，需要将此关系应用到之后的眼在手
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机器人的快速手眼标定方法，其特征在于，采用眼在手上标定法，包括以下步骤：步骤1)、根据空间点在末端坐标系移动前的三维坐标，计算得到空间点在机器人末端移动后在末端坐标系的三维坐标；再分别计算机器人末端移动过程中前后两次在相机坐标系和标定板坐标系中的三维坐标；所述标定板固定放置在机器人移动范围和相机视场中，且确保标定板在相机视场范围内且成像清晰；步骤2)、手眼旋转关系标定；2.1)、保持机器人不动，由相机采集第一位姿的图像；2.2)、操纵机器人沿末端坐标系的三个坐标轴方向多次平移，采集多张不同平移位姿的图像；2.3)、根据多张平移位姿的图像，利用最小二乘法，计算手眼旋转关系；步骤3)、手眼平移关系标定；3.1)、操纵机器人回到初始位置；3.2)操纵机器人绕末端坐标系原点多次旋转，采集多张不同旋转位姿的图像；3.3)、根据多张旋转位姿的图像，利用最小二乘法，计算手眼平移关系；步骤4)、完成机器人的手眼标定。2.根据权利要求1所述的机器人的快速手眼标定方法，其特征在于，步骤1具体为：1.1)计算机器人末端移动后空间点在末端坐标系中的三维坐标P
end2
；其中，P
end1
为空间点在机器人末端移动前末端坐标系中的三维坐标；为机器人末端移动前的末端坐标系到机器人末端移动后的位姿旋转矩阵；为机器人末端移动前的末端坐标系到机器人末端移动后的位姿平移矩阵；1.2)计算空间点在机器人末端移动前相机坐标系中的三维坐标P
camera1
；其中，为末端坐标系到相机坐标系的位姿旋转矩阵；为末端坐标系到相机坐标系的位姿平移矩阵；1.3)计算空间点在机器人末端移动后相机坐标系中的三维坐标P
camera2
；1.4)计算空间点在机器人末端移动前标定板坐标系中的三维坐标P
target1
；
其中，是机器人末端移动前相机坐标系到标定板坐标系的位姿旋转矩阵；是机器人末端移动前相机坐标系到标定板坐标系的位姿平移矩阵；1.5)计算空间点在机器人末端移动后标定板坐标系中的三维坐标P
target2
；其中，是机器人末端移动后相机坐标系到标定板坐标系的位姿旋转矩阵；是机器人末端移动后相机坐标系到标定板坐标系的位姿平移矩阵。3.根据权利要求2所述的机器人的快速手眼标定方法，其特征在于：空间点在机器人末端移动前后标定板坐标系中的坐标不变，P
target1
＝P
target2
，根据公式4和公式5则：定义机器人末端移动前空间点处于末端坐标系原点，P
end1
＝(0，0，0)
T
，根据公式6得到坐标关系：利用坐标关系进行手眼标定。4.根据权利要求3所述的机器人的快速手眼标定方法，其特征在于，步骤2.3)具体为：根据多张平移位姿的图像，通过图像处理和PNP算法获得对应的相机坐标系和标定板坐标系之间的旋转变换矩阵和平移变换矩阵；机器人末端移动前后没有相对旋转时，根据公式7得到手眼
旋转关系旋转关系机器人末端移动沿末端坐标系的x、y、z三个轴进行多次平移，和看作两个向量，两个向量同时取单位向量进行计算；利用最小二乘法通过公式8求得手眼旋转关系5.根据权利要求3所述的机器人的快速手眼标定方法，其特征在于，步骤3.3)具体为：根据多张旋转位姿的图像，通过图像处理和PNP算法获得对应的相机坐标系和标定板坐标系之间的旋转变换矩阵和平移变换矩阵；机器人末端移动前后没有相对平移时，根据公式7得到手眼平移关系平移关系利用最小二乘法通过公式9求得手眼平移关系6.一种机器人的快速手眼标定方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨娜，张力力，罗华，李瑞峰，郭静，郭超，
申请(专利权)人：西安航天精密机电研究所，
类型：发明
国别省市：
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