【技术实现步骤摘要】
本公开涉及自动化领域，尤其涉及一种机械臂的标定方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
1、视觉引导机械臂携带工具完成自动化作业时，手眼矩阵(即视觉坐标系和机械臂坐标系间的变换关系)以及工具矩阵(工具末端工作坐标系和机械臂坐标系间的变换关系)是必备条件，且手眼矩阵和工具矩阵的标定精度影响机械臂系统的作业精度。现有的，通常采用分别标定的方式分别获取手眼矩阵和工具矩阵，手眼矩阵和工具矩阵分离标定，在各自标定阶段引入的误差无法相互优化，在视觉引导工具末端工作作业时会造成误差累积放大，并且手眼矩阵和工具矩阵依赖操作人员获取，标定精度受操作人员影响，无法满足高精度应用场景。
技术实现思路
1、本公开提供了一种机械臂的标定方法、装置、电子设备及存储介质，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。
2、根据本公开的第一方面，提供了一种机械臂的标定方法，方法包括：控制机械臂运动至多个不同位置，获取机械臂运动至每个位置时机械臂的位姿信息和标定相机拍摄的标定图像；所述标定相机固定在所述机械臂之外；针对每个位置，基于所述机械臂的位姿信息确定工具的末端点在基坐标系下的第一世界坐标，所述工具位于所述机械臂末端；针对每个位置，基于所述标定图像确定所述工具的末端点在基坐标系下的第二世界坐标；确定每个位置所述第一世界坐标和所述第二世界坐标的映射关系；基于多个位置的所述映射关系确定目标手眼矩阵和目标工具矩阵，根据所述目标手眼矩阵和所述目标工具矩阵进行机械臂的标定。
3、在一可实施方式中，所述
4、在一可实施方式中，所述基于所述标定图像确定所述工具的末端点在基坐标系下的第二世界坐标，包括：获取所述标定相机的初始手眼矩阵和初始物距值；设置第二误差值和第三误差值，所述第二误差值表示所述初始手眼矩阵和目标手眼矩阵的误差，所述第三误差值表示所述初始物距值和实际物距值的误差；确定所述工具的末端点在所述标定图像中的像素坐标；根据所述初始手眼矩阵、所述初始物距值、所述标定相机的内参、所述像素坐标、所述第二误差值和所述第三误差值，确定所述工具的末端点在所述基坐标系下的第二世界坐标。
5、在一可实施方式中，所述基于多个位置的所述映射关系确定目标手眼矩阵和目标工具矩阵，包括：基于多个位置的所述映射关系确定所述第一误差值、所述第二误差值和所述第三误差值；基于所述第一误差值和所述初始工具矩阵确定所述目标工具矩阵；基于所述第二误差值和所述初始手眼矩阵确定所述目标手眼矩阵。
6、在一可实施方式中，所述方法还包括：确定所述第二误差值中的旋转矩阵误差；基于小角度假设和忽略高阶小量确定所述旋转矩阵误差的李代数形式；将所述第二世界坐标以所述旋转矩阵误差的李代数形式进行表示。
7、根据本公开的第二方面，提供了一种机械臂的标定装置，所述装置包括：获取模块，用于控制机械臂运动至多个不同位置，获取机械臂运动至每个位置时机械臂的位姿信息和标定相机拍摄的标定图像；所述标定相机固定在所述机械臂之外；第一确定模块，用于针对每个位置，基于所述机械臂的位姿信息确定工具的末端点在基坐标系下的第一世界坐标，所述工具位于所述机械臂末端；第二确定模块，用于针对每个位置，基于所述标定图像确定所述工具的末端点在基坐标系下的第二世界坐标；第三确定模块，用于确定每个位置所述第一世界坐标和所述第二世界坐标的映射关系；第三确定模块，还用于基于多个位置的所述线性方程组确定目标手眼矩阵和目标工具矩阵，根据所述目标手眼矩阵和所述目标工具矩阵进行机械臂的标定。
8、在一可实施方式中，所述第一确定模块，包括：第一获取子模块，用于获取所述工具的初始工具矩阵；第一设置子模块，用于设置第一误差值，所述第一误差值表示所述初始工具矩阵和目标工具矩阵的误差；第一确定子模块，用于基于机械臂运动学公式，根据所述位姿信息、所述初始工具矩阵和所述第一误差值，确定所述工具的末端点在所述基坐标系下的第一世界坐标。
9、在一可实施方式中，所述第二确定模块，包括：第二获取子模块，用于获取所述标定相机的初始手眼矩阵和初始物距值；第二设置子模块，用于设置第二误差值和第三误差值，所述第二误差值表示所述初始手眼矩阵和目标手眼矩阵的误差，所述第三误差值表示所述初始物距值和实际物距值的误差；第二确定子模块，用于确定所述工具的末端点在所述标定图像中的像素坐标；所述第二确定子模块，还用于根据所述初始手眼矩阵、所述初始物距值、所述标定相机的内参、所述像素坐标、所述第二误差值和所述第三误差值，确定所述工具的末端点在所述基坐标系下的第二世界坐标。
10、在一可实施方式中，所述第三确定模块，具体用于，基于多个位置的所述映射关系确定所述第一误差值、所述第二误差值和所述第三误差值；基于所述第一误差值和所述初始工具矩阵确定所述目标工具矩阵；基于所述第二误差值和所述初始手眼矩阵确定所述目标手眼矩阵。
11、在一可实施方式中，所述第二确定模块，还包括：处理子模块，用于确定所述第二误差值中的旋转矩阵误差；基于小角度假设和忽略高阶小量确定所述旋转矩阵误差的李代数形式；将所述第二世界坐标以所述旋转矩阵误差的李代数形式进行表示。
12、根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括：
13、至少一个处理器；以及
14、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
15、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本公开所述的方法。
16、根据本公开的第四方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行本公开所述的方法。
17、本公开的一种机械臂的标定方法、装置、电子设备及存储介质，控制机械臂运动至多个不同位置，获取机械臂运动至每个位置时机械臂的位姿信息和标定相机拍摄的标定图像，针对每个位置，分别通过机械臂的位姿信息和标定图像确定机械臂末端安装的工具其末端点在基坐标系下的第一世界坐标和第二世界坐标，确定每个位置对应的工具的末端点的第一世界坐标和第二世界坐标的映射关系，基于多个位置的映射关系确定目标手眼矩阵和目标工具矩阵，以完成机械臂的标定。应用本方法，采用标定相机实现手眼矩阵和工具矩阵的同步标定，减少外部因素影响，提升了标定精度，标定一致性好，并且通过第一世界坐标和第二世界坐标的映射关系可以实现手眼矩阵和工具矩阵的协同优化，避免手眼矩阵和工具矩阵分别标定所产生误差的累积与放大。
18、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种机械臂的标定方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述机械臂的位姿信息确定工具的末端点在基坐标系下的第一世界坐标，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述标定图像确定所述工具的末端点在基坐标系下的第二世界坐标，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于多个位置的所述映射关系确定目标手眼矩阵和目标工具矩阵，包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
6.一种机械臂的标定装置，其特征在于，所述装置包括：
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，包括：
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-5中任一项所述的方法。
【技术特征摘要】
1.一种机械臂的标定方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述机械臂的位姿信息确定工具的末端点在基坐标系下的第一世界坐标，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述标定图像确定所述工具的末端点在基坐标系下的第二世界坐标，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于多个位置的所述映射关系确定目标手眼矩阵和目标工具矩阵，包括：
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：张学钢，严力，刘浩，刘文婷，
申请(专利权)人：合肥联宝信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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