机器人与激光传感器手眼标定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种机器人与激光传感器手眼标定方法及装置，该方法包括：基于标定板，建立机器人的用户坐标系；按照用户坐标系移动机器人，获取传感器的激光近视野处与标定板特定的边重合时机器人工具末端的第一点位；获取传感器的激光远视野处与标定板特定的边重合时机器人工具末端的第二点位；保持姿势不变，移动机器人位置，获取机器人TCP对准空间识别点时机器人工具末端的第三点位；构建机器人和激光传感器的手眼标定数学模型；基于第一点位、第二点位、第三点位和数学模型，确定机器人和激光传感器之间的标定矩阵。只需要确定三个点位并构建手眼标定数学模型，即可标定，避免了多次手动示教带来的误差，简化了标定方式，提高了标定的精度。高了标定的精度。高了标定的精度。

【技术实现步骤摘要】
机器人与激光传感器手眼标定方法及装置


[0001]本专利技术涉及工业机器人
，特别涉及一种机器人与激光传感器手眼标定方法及装置。

技术介绍

[0002]随着制造业的蓬勃发展，工业机器人凭借柔性高和可达性好的优点，已成为制造行业中不可代替的自动化装备。激光传感器与工业机器人的结合，相当于给机器人安上了眼睛，使之能够感知外部环境。为了让机器人按照激光传感器识别出的位置进行运动，所以需要建立传感器坐标系和机器人坐标系之间的转化关系。
[0003]目前现有的手眼标定方法，转化关系复杂，需要多次手动示教机器人对准识别点，不仅造成标定误差大，且标定方式比较复杂。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种减少标定误差、简化标定方式的机器人与激光传感器手眼标定方法及装置。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供了一种机器人与激光传感器手眼标定方法，其包括：
[0006]基于标定板，利用三点法建立所述机器人的用户坐标系；所述标定板安放在所述机器人可达范围内；
[0007]按照所述用户坐标系移动机器人，获取激光传感器的激光近视野处与标定板特定的边重合时机器人工具末端的第一点位；
[0008]按照所述用户坐标系移动机器人，获取激光传感器的激光远视野处与标定板特定的边重合时机器人工具末端的第二点位；
[0009]保持所述机器人的姿势不变，移动所述机器人的位置，获取机器人工具中心点TCP对准所述标定板上的空间识别点时机器人工具末端的第三点位；
[0010]构建机器人和激光传感器的手眼标定数学模型；
[0011]基于所述第一点位、第二点位、第三点位和所述手眼标定数学模型，确定机器人和激光传感器之间的标定矩阵。
[0012]本专利技术提供一种机器人与激光传感器手眼标定装置，用以减少标定误差并简化标定方式，其包括：
[0013]第一点位获取模块，用于按照所述用户坐标系移动机器人，获取激光传感器的激光近视野处与标定板特定的边重合时机器人工具末端的第一点位；
[0014]第二点位获取模块，用于按照所述用户坐标系移动机器人，获取激光传感器的激光远视野处与标定板特定的边重合时机器人工具末端的第二点位；
[0015]第三点位获取模块，用于保持所述机器人的姿势不变，移动所述机器人的位置，获取机器人工具中心点TCP对准所述标定板上的空间识别点时机器人工具末端的第三点位；
[0016]数学模型构建模块，用于构建机器人和激光传感器的手眼标定数学模型；
[0017]标定矩阵确定模块，用于基于所述第一点位、第二点位、第三点位和所述手眼标定数学模型，确定机器人和激光传感器之间的标定矩阵；
[0018]其中，所述激光传感器安装在所述机器人上。
[0019]本专利技术实施例通过基于标定板，利用三点法建立机器人的用户坐标系；按照用户坐标系移动机器人，获取激光传感器的激光近视野处与标定板特定的边重合时机器人工具末端的第一点位；按照用户坐标系移动机器人，获取激光传感器的激光远视野处与标定板特定的边重合时机器人工具末端的第二点位；保持机器人的姿势不变，移动机器人的位置，获取机器人工具中心点TCP对准标定板上的空间识别点时机器人工具末端的第三点位；构建机器人和激光传感器的手眼标定数学模型；基于第一点位、第二点位、第三点位和手眼标定数学模型，确定机器人和激光传感器之间的标定矩阵。只需要确定三个点位并构建手眼标定数学模型，即可完成标定，避免了现有技术中手动示教使激光多次照射到识别点上带来的误差，不仅简化了标定方式，且提高了标定的精度。
附图说明
[0020]以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中：
[0021]图1是本专利技术实施例的机器人与激光传感器手眼标定方法的实现过程示意图；
[0022]图2是本专利技术实施例中机器人和激光传感器的安装及工作示意图；
[0023]图3是本专利技术实施例中标定板的侧面示意图；
[0024]图4是本专利技术实例中机器人的用户坐标系和标定板的位置关系示意图；
[0025]图5是本专利技术实施例中机器人自动标定程序的处理流程示意图；
[0026]图6是本专利技术实施例的机器人与激光传感器手眼标定装置的结构示意图。
具体实施方式
[0027]下面通过附图和实施例对本申请进一步详细说明。通过这些说明，本申请的特点和优点将变得更为清楚明确。
[0028]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0029]此外，下面所描述的本申请不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0030]本专利技术实施例提供了一种机器人与激光传感器手眼标定方法，用以减少标定误差、简化标定方式，该方法如图1所示，包括：
[0031]步骤101：基于标定板，利用三点法建立机器人的用户坐标系；标定板安放在机器人可达范围内；
[0032]步骤102：按照用户坐标系移动机器人，获取激光传感器的激光近视野处与标定板特定的边重合时机器人工具末端的第一点位；
[0033]步骤103：按照用户坐标系移动机器人，获取激光传感器的激光远视野处与标定板特定的边重合时机器人工具末端的第二点位；
[0034]步骤104：保持机器人的姿势不变，移动机器人的位置，获取机器人工具中心点TCP
对准标定板上的空间识别点时机器人工具末端的第三点位；
[0035]步骤105：构建机器人和激光传感器的手眼标定数学模型；
[0036]步骤106：基于第一点位、第二点位、第三点位和手眼标定数学模型，确定机器人和激光传感器之间的标定矩阵。
[0037]具体实施例中，通过基于标定板，利用三点法建立机器人的用户坐标系；按照用户坐标系移动机器人，获取激光传感器的激光近视野处与标定板特定的边重合时机器人工具末端的第一点位；按照用户坐标系移动机器人，获取激光传感器的激光远视野处与标定板特定的边重合时机器人工具末端的第二点位；保持机器人的姿势不变，移动机器人的位置，获取机器人工具中心点TCP对准标定板上的空间识别点时机器人工具末端的第三点位；构建机器人和激光传感器的手眼标定数学模型；基于第一点位、第二点位、第三点位和手眼标定数学模型，确定机器人和激光传感器之间的标定矩阵。只需要确定三个点位并构建手眼标定数学模型，即可完成标定，避免了现有技术中手动示教使激光多次照射到识别点上带来的误差，不仅简化了标定方式，且提高了标定的精度。
[0038]在本专利技术实施例中，如图2所示，机器人落地或放在其他行走轴上固定安装，激光传感器固定安装在机器人的第六关节轴，或抓手，或焊枪等预设位置上，且激光传感器为一字线激光传感器。将机器人、一字线激光传感器和标定板安装完成后，构建传感器、工控机和机器人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人与激光传感器手眼标定方法，其特征在于，所述激光传感器安装在所述机器人上，所述机器人与激光传感器手眼标定方法，包括：基于标定板，利用三点法建立所述机器人的用户坐标系；所述标定板安放在所述机器人可达范围内；按照所述用户坐标系移动机器人，获取激光传感器的激光近视野处与标定板特定的边重合时机器人工具末端的第一点位；按照所述用户坐标系移动机器人，获取激光传感器的激光远视野处与标定板特定的边重合时机器人工具末端的第二点位；保持所述机器人的姿势不变，移动所述机器人的位置，获取机器人工具中心点TCP对准所述标定板上的空间识别点时机器人工具末端的第三点位；构建机器人和激光传感器的手眼标定数学模型；基于所述第一点位、第二点位、第三点位和所述手眼标定数学模型，确定机器人和激光传感器之间的标定矩阵。2.根据权利要求1所述的机器人与激光传感器手眼标定方法，其特征在于，所述激光传感器为一字线激光传感器。3.根据权利要求1所述的机器人与激光传感器手眼标定方法，其特征在于，还包括：进行所述机器人的TCP标定。4.根据权利要求1所述的机器人与激光传感器手眼标定方法，其特征在于，基于标定板，利用三点法建立所述机器人的用户坐标系，包括：调节所述机器人的焊枪枪姿，使得所述激光传感器的激光线束与所述标定板平面之间的夹角处于预设范围内，所述激光传感器的激光线束与所述标定板特定的边重合或平行。5.根据权利要求4所述的机器人与激光传感器手眼标定方法，其特征在于，按照所述用户坐标系移动机器人，获取激光传感器的激光近视野处与标定板特定的边重合时机器人工具末端的第一点位，包括：保持所述焊枪枪姿不变，按照所述用户坐标系移动机器人，使得激光传感器的激光近视野的中心能识别出所述标定板的识别点；移动所述用户坐标系的X
s
方向，使得所述激光传感器的激光线束与所述标定板特定的边重合，记录此时的机器人工具末端的位置为所述第一点位。6.根据权利要求4所述的机器人与激光传感器手眼标定方法，其特征在于，按照所述用户坐标系移动机器人，获取激光传感器的激光远视野处与标定板特定的边重合时机器人工具末端的第二点位，包括：保持所述焊枪枪姿不变，按照所述用户坐标系移动机器人，使得激光传感器的激光远视野的中心能识别出所述标定板的识别点；移动所述用户坐标系的X
s
方向，使得所述激光传感器的激光线束与所述标定板特定的边重合，记录此时的...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴宗兴，
申请(专利权)人：唐山松下产业机器有限公司，
类型：发明
国别省市：