[发明专利]机器人的手眼标定装置与方法

说明书

本发明公开了机器人的手眼标定装置与方法，属于工业机器人的标定技术领域。该机器人的手眼标定方法应用于六轴工业机器人，该方法包括：确定用于标定相机参数的特征点和用于标定机器人坐标系的坐标点；识别机器人处于第一姿态下的特征点和坐标点在相机坐标系下的坐标值；识别机器人处于第二姿态下的特征点和坐标点在相机坐标系下的坐标值；根据两次识别的坐标值以及特征点和芈标点在机器人芈标系下的芈标值计算相机坐标系到机器人芈标系的变换关系矩阵T。本发明只需要六轴工业机器人的姿态变换两次，采集图像上四个特征点，经过计算就可以得出相机坐标系到机器人工具坐标系的变换关系矩阵T，既简化了标定的工序，又降低了计算的难度。

【技术领域】

本发明涉及工业机器人的标定技术领域，尤其涉及机器人的手眼标定装置与方法。

【背景技术】

目前，手眼系统EYE-IN-HAND工业机器人通常的手眼标定方式：工业机器人带着手臂上的相机变换姿态，在相机视场内拍摄同一固定标定板。此标定板在机器人世界坐标系下的位置不变。工业机器人视觉识别标定板上的特征点，进行图像处理计算，得出特征点在相机世界坐标系下的值。经过一系列相关的计算，能得出工业相机的相机坐标系与工业机器人工具坐标系的变换关系矩阵T。由此关系矩阵T，图像像素上的点就可以转换到工业机器人的基坐标系下的点。机器人根据此图像识别的点，引领相应的抓手运动到目标抓取点。

日本FANUC机器人公司的iRVision视觉系统，已经通过坐标系自动示教方式，机器人可以自动检测并计算标定坐标系。

但是目前的智能机器人在完成手眼标定的过程中需要采集或识别的特征点过多，导致计算起来十分复杂，目前的技术通常需要九次姿态变换来完成工业机器人的手眼标定，导致标定工序复杂。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种机器人的手眼标定装置与方法，以降低相机坐标系到机器人坐标系的变换关系式的计算难度。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案。

一方面，本发明提供一种机器人的手眼标定方法，该方法应用于六轴工业机器人，该方法包括：

确定用于标定相机参数的特征点和用于标定机器人基础坐标系的坐标点；

识别所述机器人处于第一姿态下的所述特征点和所述坐标点在相机坐标系下的坐标值；

识别所述机器人处于第二姿态下的所述特征点和所述坐标点在相机坐标系下的坐标值；

根据两次识别的所述坐标值以及所述特征点和坐标点在机器人基础坐标系下的坐标值计算相机坐标系到机器人工具坐标系的变换关系。

进一步地，该方法还包括：

获取在相机坐标系下的目标坐标值；

通过所述变换关系式计算所述目标坐标值在机器人工具坐标系下的坐标。

进一步地，通过以下公式计算相机坐标系到机器人工具坐标系的变换关系式：

T₆×T×P₁＝T₆₁×T×P₂；

其中，T表示待计算的相机坐标系到机器人工具坐标系的变换关系式矩阵，T₆表示机器人处于第一姿态下的姿态值，P₁表示机器人处于第一姿态下的坐标点在相机坐标系下的坐标值，T₆₁表示机器人处于第二姿态下的姿态值，P₂表示机器人处于第二姿态下的坐标点在相机坐标系下的坐标值。

进一步地，该方法还包括：

通过对位于特征点的图像进行图像识别获取特征点的坐标值，通过对位于坐标点的图像进行图像识别获取坐标点的坐标值。