[发明专利]机器人与三维传感组件联合标定方法与装置

权利要求书

1.一种机器人与三维传感组件联合标定方法，其特征在于，所述方法包括：

获取机器人在不同姿态下对应的标靶基准点信息，对三维传感组件进行参数标定，其中，标靶为不规则形状的多面体，在标靶的标准面设置有规则排列且分别存在唯一对应编号的基准点；

根据所述参数标定结果，确定第一坐标系变换关系，所述第一坐标系变换关系用于匹配不同机器人姿态下的三维深度信息；

根据所述第一坐标系变换关系，确定第二坐标系变换关系，所述第二坐标系变换关系用于确定所述机器人在不同旋转角度下的空间姿态；

根据所述第一坐标系变换关系、所述第二坐标系变换关系、以及获取的机器人姿态信息与旋转角度信息，计算全局变换矩阵，进行全局标定；

所述三维传感组件包括结构光传感组件，所述获取机器人在不同姿态下对应的标靶基准点信息，对三维传感组件进行参数标定包括：

控制机器人携带三维传感组件在一定范围内移动多个姿态，控制所述结构光传感组件中的左右摄像机在不同机器人姿态下同时拍摄包含标靶标准面的标靶图片；

计算不同机器人姿态下采集到的标靶图像上的基准点坐标和基准点在标靶标坐标系中的坐标，通过最小化目标函数，进行结构光传感组件的参数标定。

2.根据权利要求1所述的机器人与三维传感组件联合标定方法，其特征在于，所述三维传感组件包括结构光传感组件与红外深度传感组件，所述根据所述第一坐标系变换关系、所述第二坐标系变换关系、以及获取的机器人姿态信息与旋转角度信息，计算全局变换矩阵，进行全局标定之后，还包括：

通过所述红外深度传感组件，获取被测物体的稀疏点云信息；

获取所述红外深度传感组件与机器人预设位置之间的第三坐标系变换关系；

根据所述稀疏点云信息和第三坐标系变换关系，使机器人移动到指定的位置，通过结构光传感组件对被测物体进行三维重建，得到所述被测物体的三维深度数据；

根据所述全局标定结果，将所述三维深度数据，匹配到全局坐标系中，获取所述被测物体的整体三维数据。

3.根据权利要求1所述的机器人与三维传感组件联合标定方法，其特征在于，所述机器人包括基座与末端，所述三维传感组件包括结构光传感组件，所述第一坐标系变换关系包括结构光传感组件坐标系与机器人末端坐标系之间的变换关系，所述获取第一坐标系变换关系包括：

获取所述机器人的基座与所述机器人的末端的第一相对位姿关系；

获取所述标靶与所述结构光传感组件的第二相对位姿关系；

根据所述第一相对位姿关系与第二相对位姿关系，获得结构光传感组件坐标系与机器人末端坐标系之间的变换关系。

4.根据权利要求3所述的机器人与三维传感组件联合标定方法，其特征在于，所述获取第一坐标系变换关系之后，还包括：

获取所述标靶与所述机器人的基座的第三相对位姿关系；

通过最小化目标函数对所述第一坐标系变换关系、所述第一相对位姿关系，所述第二相对位姿关系以及所述第三相对位姿关系进行误差校正处理。

5.根据权利要求1所述的机器人与三维传感组件联合标定方法，其特征在于，所述三维传感组件包括结构光传感组件，所述参数标定结果包括结构光传感组件参数，所述第二坐标系变换关系包括机器人基座坐标系与旋转坐标系之间的变换关系，所述获取第二坐标系变换关系包括：

获取所述机器人在相同姿态下，不同旋转角度的靶标基准点信息；

根据所述结构光传感组件参数，对所述不同角度的标靶基准点进行重建，得到不同视场的基准点三维数据集合；

根据所述基准点三维数据集合，确定所述结构光传感组件坐标系与所述旋转坐标系之间的变换关系；

根据所述第一坐标系变换关系、所述结构光传感组件坐标系与旋转坐标系的变换关系，以及获取的机器人基座与机器人末端的相对姿态，得到机器人基座坐标系到旋转坐标系的第二坐标系变换关系。