机器人手眼标定位姿选择方法、装置、机器人系统及介质.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CN112743546A(43)申请公布日2021.05.04(21)申请号202011590556.2(22)申请日2020.12.29(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人王念峰钟凯帆张宪民(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人李君(51)Int.Cl.B25J9/16(2006.01)B25J13/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称机器人手眼标定位姿选择方法、装置、机器人系统及介质(57)摘要本发明公开了一种机器人手眼标定位姿选择方法、装置、机器人系统及介质，该方法包括：控制机器人的操作臂移动到待标定的机器人视觉系统工作空间内的标定板位置，以使相机能够拍摄到标定板上的标定图案；根据手眼标定场景，获取手眼关系；根据摆放在相机与标定板之间的阿基米德体，将阿基米德体上的顶点分布作为可选择标定位置集，所述阿基米德体的形状根据现场的情况与期望采集的数据数量确定；根据可选择标定位置集，参照获取的手眼关系，选择合适高度的位置子集；根据位置子集，计算得到机器人手眼标定位姿数据集。本发明改进了传统手眼标定方法位姿选取盲目性的问题，具有实施方便、适用性强的优点。CN112743546ACN112743546A权利要求书1/2页1.一种机器人手眼标定位姿选择方法，其特征在于，所述方法包括：控制机器人的操作臂移动到待标定的机器人视觉系统工作空间内的标定板位置，以使操作臂的末端执行器上的相机能够拍摄到标定板上的标定图案；根据机器人手眼标定场景，获取机器人手眼关系；根据摆放在相机与标定板之间的阿基米德体，将阿基米德体上的顶点分布作为可选择标定位置集；其中，所述阿基米德体的形状根据现场的情况与期望采集的数据数量确定；根据可选择标定位置集和机器人手眼关系，选择合适高度的位置子集；根据位置子集，计算得到机器人手眼标定位姿数据集。2.根据权利要求1所述的机器人手眼标定位姿选择方法，其特征在于，所述根据机器人手眼标定场景，获取机器人手眼关系，具体为：根据机器人手眼标定场景，通过所述机器人视觉系统过往的手眼标定结果获取机器人手眼关系；或根据机器人手眼标定场景，通过直接物理测量获取机器人手眼关系；或根据机器人手眼标定场景，通过实施一次的手眼标定获取机器人手眼关系。3.根据权利要求1所述的手眼标定位姿选择方法，其特征在于，所述可选择标定位置集为单一的顶点分布位置集。4.根据权利要求1所述的手眼标定位姿选择方法，其特征在于，所述基本的可选择标定位置集，是多个不同位置集的并集，多个不同位置集中的多个不同位置通过改变阿基米德体的摆放、大小、形态获得。5.根据权利要求1‑4任一项所述的手眼标定位姿选择方法，其特征在于，所述根据位置子集，计算得到机器人手眼标定位姿数据集，具体为：根据位置子集确定末端执行器的位置，所述末端执行器位置下对应的相机位置，通过下式计算：其中，Rot(γ,θ)表示转轴为γ，转角为θ的旋转，转轴γ为任意值，用于调整相机到适于拍摄标定板图像的位置，表示末端执行器的位置，表示相机的位置，为手眼关系Ho的平移部分，α表示与的夹角，θ表示与的夹角；根据标定板坐标系、末端执行器坐标系以及相机坐标系之间的变换关系得到下式：其中，Ho为手眼关系，P为标定板坐标系，T为末端执行器坐标系，C为相机坐标系；2CN112743546A权利要求书2/2页设置一个中间向量tm，如下式：计算末端执行器位置下对应的末端执行器姿态：结合末端执行器的位置和姿态得到机器人手眼标定位姿数据集。6.一种机器人手眼标定位姿选择装置，其特征在于，所述装置包括：控制模块，用于控制机器人的操作臂移动到待标定的机器人视觉系统工作空间内的标定板位置，以使操作臂的末端执行器上的相机能够拍摄到标定板上的标定图案；手眼关系获取模块，用于根据机器人手眼标定场景，获取机器人手眼关系；标定位置集获取模块，用于根据摆放在相机与标定板之间的阿基米德体，将阿基米德体上的顶点分布作为可选择标定位置集；其中，所述阿基米德体的形状根据现场的情况与期望采集的数据数量确定；选择模块，用于根据机器人手眼关系，从可选择标定位置集中选择合适高度的位置子集；计算模块，用于根据位置子集，计算得到机器人手眼标定位姿数据集。7.一种机器人系统，其特征在于，包括相连的控制设备和机器人，所述机器人包括基座、操作臂、末端执行器和相机，所述操作臂可活动地安装在基座上，所述末端执行器作为标定工具，且安装在操作臂的末端，所述相机固定安装在末端执行器上，所述操作臂、末端执行器和相机构成待标定的机器人视觉系统，所述机器人视觉系统工作空间内放置有带标定图案的标定板，所述标定板在