一种机械臂手眼标定装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109719726A(43)申请公布日2019.05.07(21)申请号201811649007.0(22)申请日2018.12.30(71)申请人芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司地址241000安徽省芜湖市鸠江区电子产业园E座1层(72)发明人王磊樊旋陈健曹雏清高云峰(74)专利代理机构芜湖安汇知识产权代理有限公司34107代理人马荣(51)Int.Cl.B25J9/16(2006.01)B25J19/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种机械臂手眼标定装置及方法(57)摘要本发明适用于机器人视觉技术领域，提供了一种机械臂手眼标定装置及方法，装置包括：垂直标定板，垂直标定板由两标定板组成，两标定板垂直固定，两标定板的交线位于标定板的侧边，标定板的表面设有定位点，定位点关于交线对称设立，垂直标定板通过两长度可调节的支撑杆与行架固定；圆盘，圆盘的一侧设有滑块，滑块与滑轨滑动连接，滑轨垂直于行架设置；机械臂设于行架的下方，机械臂的末端装有标定头，机械臂通过底座与模组滑动连接，底座上设有激光雷达，激光雷达位于标定板的下方。标定板设计为垂直状，便于建立工具坐标系，标定板上设计了定位点，提供了工具坐标系的准确创建位置；设计了用于检测标定误差的圆盘，提供当前手眼标定精度。CN109719726ACN109719726A权利要求书1/1页1.一种机械臂手眼标定装置，其特征在于，所示装置包括：垂直标定板，垂直标定板由两标定板组成，两标定板垂直固定，两标定板的交线位于标定板的侧边，标定板的表面设有定位点，定位点关于交线对称设立，垂直标定板通过两长度可调节的支撑杆与行架固定；圆盘，圆盘的一侧设有滑块，滑块与滑轨滑动连接，滑轨垂直于行架设置；机械臂设于行架的下方，机械臂的末端装有标定头，机械臂通过底座与模组滑动连接，底座上设有激光雷达，激光雷达位于标定板的下方。2.一种基于权利要求1所述机械臂手眼标定装置的标定方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1、控制机械臂末端的标定头沿垂直标定板上的定位点及交线移动，构建机械臂的局部坐标系R1；S2、控制激光雷达水平移动，扫描获取垂直标定板的点云图像；S3、基于点云图像来确定垂直标定板在激光雷达坐标系下的工具坐标系R2；S4、基于标定点在雷达坐标系R3中的坐标及在工具坐标系R2中的坐标，计算从雷达坐标系R3转换至工具坐标系R2中的旋转矩阵r及平移向量t。3.如权利要求1所述机械臂手眼标定方法，其特征在于，在步骤S4之后还包括：S5、将圆盘的靶心移动至位置一；S6、向机械臂发送靶心当前在局部坐标系中的位置，控制机械臂朝靶心运动，测量机械臂末端的标定头与靶心间的偏差，即检测标定头与靶心间的距离。4.如权利要求3所述机械臂手眼标定方法，其特征在于，在步骤S5之后还包括：S7、将圆盘的靶心移动至位置二，执行步骤S6；S8、将圆盘的靶心移动至位置三，执行步骤S6；S9、取三次偏差值的平均值作为当前的标定偏差；所述位置二和位置三关于位置一对称。5.如权利要求4所述机械臂手眼标定方法，其特征在于，在步骤S9之后还包括：多次改变垂直标定板与激光雷达间的角度，在每次改变垂直标定板与激光雷达间的角度后，执行步骤S1至步骤S9，将最小偏差对应的旋转矩阵r及平移向量t传递给机械臂。6.如权利要求4所述机械臂手眼标定方法，其特征在于，在步骤S2之后还包括：对图像进行滤波与下采样处理。2CN109719726A说明书1/4页一种机械臂手眼标定装置及方法技术领域[0001]本发明属于机器人视觉技术领域，提供了一种机械臂手眼标定装置及方法。背景技术[0002]在视觉领域，机械臂需要根据视觉信号给出相应路径规划操作，但机械臂坐标系与视觉坐标系分别为两个独立的模块，所以当需要实现联合操作时，机械臂坐标系需要与视觉坐标系间形成一定的转化统一关系(手眼标定)，当转化关系十分精确时就可实现机械臂与视觉间的联合。[0003]手眼工业机械臂系统主要有eye-in-hand和eye-to-hand两类系统，其中，eye-in-hand系统中，激光雷达固定在机械臂的一个固定位置，其可以随同机械臂从不同方位观察标定板，因雷达扫描点云时存在噪声以及点云自身分布不均衡等因素影响，最终标定精度不够高。发明内容[0004]本发明实施例提供一种机械臂手眼标定方法，旨在提高三维视觉中激光雷达与机械臂的标定精度。[0005]为了解决上述目的，本发明提供一种机器人手眼标定的装置，该装置包括：[0006]垂直标定板，垂直标定板由两标定板组成，两标定板垂直固定，两标定板的交线位于标定板的侧边，标定板的表面设有定位点，定位点关于交线对称设立，垂直标定板通过两长度