[发明专利]一种容器内置零件检测系统的位姿标定方法

权利要求书

1.一种容器内置零件检测系统的位姿标定方法，其特征是，包括下述步骤:

1)通过激光跟踪仪和靶球对容器内置零件检测系统进行本体标定，得到本体矩阵；

2)对内置零件检测系统进行手眼标定，得到手眼关系矩阵；对内置零件检测系统进行手眼标定，具体步骤如下：

2_1)将棋盘标定板在内置零件位姿测量系统的工作视场内移动；

2_2)标定板第一次放置时位姿传递链公式如下

其中：T⁽¹⁾为内置零件位姿测量系统的本体矩阵，通过编码器读数和本体标定出的四个参数计算；M⁽¹⁾为视觉传感器的外参矩阵，即相机坐标系相对于世界坐标系的旋转矩阵和平移矩阵，T⁽¹⁾、M⁽¹⁾均为已知量，为第一次放置的标定板坐标系{o_w}在坐标系{o₀}下的位姿，为未知常量；X为手眼关系，是待求量；

2_3)当移动标定板到第二个位置处，同时视觉传感器移动到能清楚拍摄标定板位置，此时位姿传递链为：

其中：为第二个位置处的标定板坐标系在第一个位置处标定板坐标系下的位姿矩阵，该参数通过激光跟踪仪的得到；T⁽²⁾为第二个位置处内置零件位姿测量系统的本体矩阵，通过编码器读数和本体标定出的参数计算得出；M⁽²⁾为第二个位置处视觉传感器的外参矩阵，T⁽²⁾、M⁽²⁾为已知量；为第一次放置的标定板坐标系{o_w}在坐标系{o₀}下的位姿，未知常量；X为手眼关系，为待求量；

2_4)各位置处标定板坐标系通过固定在标定板另一侧的三个激光跟踪仪靶标球转换成第一次放置的标定板坐标系，移动视觉传感器使得标定板位于视觉传感器景深范围内；

2_5)多次移动标定板和视觉传感器，由于第一次放置的标定板在内置零件位姿测量系统坐标系{O₀}的位姿矩阵恒定，利用为常量建立多个方程组，

利用Levenberg-Marquardt算法求解手眼关系矩阵；

3)利用所述本体矩阵、手眼关系矩阵将视觉传感器坐标系下的坐标值转换成内置零件检测系统的基座标系下，从而获得统一坐标系下的点云数据。

2.根据权利要求1所述的一种容器内置零件检测系统的位姿标定方法，其特征是，所述的步骤1)中的对内置零件检测系统进行本体标定，具体步骤如下：

1_1)将激光跟踪仪靶标球分别固定在末端关节和中间关节上，测量末端关节和中间关节的轨迹；

1_2)由末端关节和中间关节的运动轨迹得到末端关节和中间关节的轴线位置和轴线方向；

1_3)根据各轴线之间的关系还原出内置零件位姿测量系统的本体模型，得到DH模型中的连杆长度、连杆偏距、连杆扭角、连杆转角四个运动学参数。