一种机器人手眼标定的方法及装置.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CN110193849A(43)申请公布日2019.09.03(21)申请号201810162742.2(22)申请日2018.02.27(71)申请人北京猎户星空科技有限公司地址100144北京市石景山区实兴大街30号院3号楼2层A-2570房间(72)发明人张彦刚(74)专利代理机构北京智信禾专利代理有限公司11637代理人王治东(51)Int.Cl.B25J19/00(2006.01)B25J9/00(2006.01)B25J9/16(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图6页(54)发明名称一种机器人手眼标定的方法及装置(57)摘要本申请提供一种机器人手眼标定的方法和装置，用于机器人系统中，机器人系统包括机械臂、标定板以及与机械臂基座保持相对固定的全局摄像机；所述标定板固定于所述机械臂末端，所述机械臂末端和所述标定板的相对位置保持不变；所述方法包括：根据多个第一状态下的全局摄像机拍摄的标定板图像，得到机械臂末端在标定板坐标系中的相对位置坐标B；记录多个第二状态下的机械臂末端在机械臂基座坐标系中的位置坐标向量D，并根据标定板坐标系与全局摄像机坐标系之间的第一转换矩阵A1以及机械臂末端在标定板坐标系中的相对位置坐标B，求解得到全局摄像机坐标系与机械臂基座坐标系之间的转换矩阵E，从而实现保证精度，流程简便。CN110193849ACN110193849A权利要求书1/3页1.一种机器人手眼标定的方法，其特征在于，用于机器人系统中，所述机器人系统包括机械臂、标定板以及与机械臂基座保持相对固定的全局摄像机；所述标定板固定于所述机械臂末端，所述机械臂末端和所述标定板的相对位置保持不变；所述方法包括：根据多个第一状态下的所述全局摄像机拍摄的标定板图像，得到所述机械臂末端在所述标定板坐标系中的相对位置坐标B；记录多个第二状态下的所述机械臂末端在机械臂基座坐标系中的位置坐标向量D，并根据所述标定板坐标系与全局摄像机坐标系之间的第一转换矩阵A1以及所述机械臂末端在所述标定板坐标系中的相对位置坐标B，求解得到全局摄像机坐标系与机械臂基座坐标系之间的转换矩阵E。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一状态为：驱动所述机械臂动作，在保持所述机械臂末端的位置不变的情况下改变所述机械臂的姿态；所述第二状态为：驱动所述机械臂动作，改变所述机械臂的姿态并改变所述机械臂末端的位置。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据多个第一状态下的所述全局摄像机拍摄的标定板图像，得到所述机械臂末端在所述标定板坐标系中的相对位置坐标B，包括：根据多个第一状态下的所述全局摄像机拍摄的标定板图像，得到所述标定板坐标系与所述全局摄像机坐标系之间的第二转换矩阵A2；在所述标定板上随机采取至少三个点，根据所述标定板坐标系与所述全局摄像机坐标系之间的第二转换矩阵A2，计算该至少三个点在所述全局摄像机坐标系下的空间坐标；对该至少三个点在所述全局摄像机坐标系下的空间坐标进行拟合球心，得到机械臂末端在所述全局摄像机坐标系下的空间位置P；根据所述机械臂末端在所述全局摄像机坐标系下的空间位置P以及所述标定板坐标系与所述全局摄像机坐标系之间的第二转换矩阵A2，得到所述机械臂末端在所述标定板坐标系中的相对位置坐标B。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述记录多个第二状态下的所述机械臂末端在所述机械臂基座坐标系中的位置坐标向量D，并根据所述标定板坐标系与所述全局摄像机坐标系之间的第一转换矩阵A1以及所述机械臂末端在所述标定板坐标系中的相对位置坐标B，求解得到所述全局摄像机坐标系与所述机械臂基座坐标系之间的转换矩阵E，包括：记录至少四个第二状态下所述标定板的位置，并得到每个第二状态下的所述标定板坐标系与所述全局摄像机坐标系之间的第一转换矩阵A1；根据所述机械臂末端在所述标定板坐标系中的相对位置坐标B以及每个第二状态下的所述标定板坐标系与所述全局摄像机坐标系之间的第一转换矩阵A1，根据以下公式求解得到每个第二状态下的所述机械臂末端在所述全局摄像机坐标系中的第一位置坐标向量C1：C1＝A1·B；记录每个第二状态下的所述机械臂末端在所述机械臂基座坐标系中的位置坐标向量2CN110193849A权利要求书2/3页D，并将对应的该第二状态下的所述机械臂末端在所述全局摄像机坐标系中的第一位置坐标向量C1代入以下公式：D＝E·C1其中，E代表所述全局摄像机坐标系与所述机械臂基座坐标系之间的转换矩阵；根据至少四个第二状态下的所述机械臂末端在所述机械臂基座坐标系中的位置坐标向量D以及对应的该第二状态下的所述机械臂末端在所述全局摄像机坐标系中的第一位置坐标向量C1，求解得到转换矩阵E。5.根据权利要求4所述的