【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业机器人标定，尤其涉及一种基于单目视觉的工业机器人标定系统和方法。
技术介绍
1、工业机器人在安装夹具、本体维修之后以及在工作的过程中发生零点偏移的情况时都需要重新进行标定，标定工作的精度、速度以及复杂度都影响了标定工作的工作效率，以及企业对于机器人产品的生产维护成本。
2、目前机器人制造公司主流的标定方案为拉线标定法和激光标定法。但是拉线标定法受设备影响严重，标定的精度与线的材质和使用时间关系密切，当线束发生细微的弯曲时，机器人的标定精度就会受到较大的影响。激光标定方法虽然不存在拉线标定的缺点，内部算法完善，标定精度高，但是目前国内机器人公司标定用的激光标定设备更多的依赖于进口，激光设备的成本远远高于普通拉线标定方法，使得机器人设备的标定需要较高的成本，在机器人的批量化标定方面存在较大的实现难度。因此亟需一种简单高效低成本的机器人标定方法。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种基于单目视觉的工业机器人标定系统和方法，用以解决现有技术存在的问题，本专利技术的技术方案如下：
2、一方面，提供了一种基于单目视觉的工业机器人标定系统，包括：相机标定系统和机器人控制系统；
3、所述机器人控制系统，用于控制机器人按照预设的轨迹运动，并且在设定的多个标定点位控制机器人执行暂停动作；
4、所述相机标定系统，用于在所述多个标定点位，获取机器人末端在三维空间下的坐标信息，并将所述坐标信息结合机器人控制系统软件反馈的机器人位置信息，解算
5、所述机器人控制系统，还用于对误差结果进行补偿，使机器人根据所述机器人控制系统的控制运动到的位置，与实际的位置一致，完成标定工作。
6、可选地，所述相机标定系统，包括一个标定用靶球和一台深度相机，所述靶球安装在机器人末端，所述深度相机固定在机器人的正面，拍摄所述靶球的二维图像，并且获取所述靶球到摄像头的深度信息；
7、或者所述相机标定系统，包括一个标定用靶球、一台工业相机和一套固定滑轨设备，所述靶球安装在机器人末端，所述固定滑轨设备在机器人运动范围附近安装，滑轨上安装有滑块，在滑块上固定所述工业相机，所述工业相机随着滑块的移动而移动，在每个点位移动拍摄至少两张不同角度的所述靶球的二维图像。
8、可选地，所述相机标定系统还包括与所述深度相机或工业相机连接的计算机；
9、所述计算机，用于对所述靶球的二维图像进行处理，获取所述靶球在所述二维图像中的二维坐标和所述靶球到摄像头的深度信息，得到所述靶球在三维空间下的坐标信息，作为机器人末端的三维空间下的坐标信息；
10、或者
11、所述计算机，用于对所述至少两张不同角度的所述靶球的二维图像进行处理，获取所述至少两张不同角度的所述靶球的二维图像中的多个特征点，并提取至少两个图像中同一个特征点的对应像素坐标，根据相似三角原理得到视差，根据所述视差得到特征点的三维坐标，通过所述多个特征点，综合得出机器人末端的三维空间下的坐标信息。
12、可选地，所述计算机，还用于：
13、根据所述靶球的二维图像解算出机器人末端的三维空间下的坐标信息后，将所述坐标信息结合机器人控制系统软件反馈的坐标信息，解算出如下至少一种参数的误差：各个连杆长度参数、各个关节的减速比参数以及末端零点的位置参数的误差。
14、可选地，所述计算机还用于：
15、将解算出的误差结果，以及具体需要进行补偿的值，导出为xml文件；
16、所述计算机与所述机器人控制系统的控制柜通过tcp/ip的方式进行通讯，把导出的xml文件插入到所述机器人控制系统软件中。
17、可选地，所述计算机还具体用于：
18、通过xml文件的形式将需要补偿的信息，直接插入机器人后台的核心算法里，在后台软件中进行补偿修改。
19、可选地，所述计算机具体用于：
20、将所述多个标定点位解算出的机器人末端的三维空间下的坐标信息结合机器人控制系统软件反馈的坐标信息，综合解算出所述至少一种参数的误差，以及具体需要进行补偿的值；
21、根据所述具体需要进行补偿的值进行补偿。
22、可选地，所述机器人控制系统，还用于：控制机器人按误差补偿后的轨迹运动；所述相机标定系统，还用于获取机器人末端在三维空间下的坐标信息，解算出各个参数的误差，判断误差处于预设范围内时，认为运动到的位置与实际的位置一致，结束标定工作。
23、可选地，所述机器人控制系统，还用于：在标定误差较大的点位附近，增加标定点位，在标定误差较小的点位附近，减少标定点位。
24、另一方面，提供了一种基于单目视觉的工业机器人标定方法，使用上述基于单目视觉的工业机器人标定系统进行检测，包括：
25、s1、控制机器人按照预设的轨迹运动，并且在设定的多个标定点位控制机器人执行暂停动作；
26、s2、在所述多个标定点位，获取机器人末端在三维空间下的坐标信息；
27、s3、将所述坐标信息结合机器人控制系统软件反馈的机器人位置信息，解算出各个参数的误差；
28、s4、对误差结果进行补偿，使机器人根据机器人控制系统的控制运动到的位置，与实际的位置一致，完成标定工作。
29、上述技术方案，与现有技术相比至少具有如下有益效果：
30、本专利技术没有拉线标定方法存在的线束弯曲问题，且设备成本远低于激光标定方法的激光标定仪器，可以实现机器人各个连杆长度参数、各个关节的减速比参数以及末端零点的位置参数等参数的误差标定工作。
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1.一种基于单目视觉的工业机器人标定系统，其特征在于，包括：相机标定系统和机器人控制系统；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述相机标定系统，包括一个标定用靶球和一台深度相机，所述靶球安装在机器人末端，所述深度相机固定在机器人的正面，拍摄所述靶球的二维图像，并且获取所述靶球到摄像头的深度信息；
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述相机标定系统还包括与所述深度相机或工业相机连接的计算机；
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述计算机，还用于：
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计算机还用于：
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述计算机还具体用于：
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计算机具体用于：
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机器人控制系统，还用于：控制机器人按误差补偿后的轨迹运动；所述相机标定系统，还用于获取机器人末端在三维空间下的坐标信息，解算出各个参数的误差，判断误差处于预设范围内时，认为运动到的位置与实际的位置一
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机器人控制系统，还用于：在标定误差较大的点位附近，增加标定点位，在标定误差较小的点位附近，减少标定点位。
10.一种基于单目视觉的工业机器人标定方法，其特征在于，使用权利要求1-9任一项所述基于单目视觉的工业机器人标定系统进行检测，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于单目视觉的工业机器人标定系统，其特征在于，包括：相机标定系统和机器人控制系统；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述相机标定系统，包括一个标定用靶球和一台深度相机，所述靶球安装在机器人末端，所述深度相机固定在机器人的正面，拍摄所述靶球的二维图像，并且获取所述靶球到摄像头的深度信息；
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述相机标定系统还包括与所述深度相机或工业相机连接的计算机；
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述计算机，还用于：
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计算机还用于：
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述计算机还具体用于：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：江王磊，张敏梁，刘魁星，陈伟，
申请(专利权)人：上海新时达机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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