[发明专利]一种坐标标定方法、标定系统及机械臂

说明书

本发明适用于智能控制技术领域，提供了一种坐标标定方法、标定系统及机械臂，其中，该坐标标定方法包括通过机械臂上的摄像头采集目标图像；接收摄像头控制器计算的所述目标图像中所述标定板位姿的偏差结果；获取所述机械臂的基座坐标，根据所述基座坐标和所述偏差结果计算所述机械臂运动的目标位置和姿态；获取所述目标图像中预设的至少三个的标定点的位置坐标；根据所述目标位置和姿态以及所述位置坐标计算所述工作台在机械臂所在坐标系下的坐标，以完成所述机械臂和所述工作台位置坐标的标定。通过本发明实施例可以自动进行机械臂与工作台之间的坐标标定，标定精度高，适用性和灵活性强；采用视觉方法非接触标定，不存在机械磨损问题。

技术领域

本发明涉及智能控制领域，尤其涉及一种坐标标定方法、标定系统及机械臂。

背景技术

随着机械臂越来越广泛应用在工业生产制造中，机械臂与其操作工作台也越来越多地处于不同的平台，比如操作工作台处于流水线运动状态或者机械臂位于滑轨运动，在这种情况下，机械臂在工作台上完成高精度的动作必然需要精确标定机械臂与工作台之间的坐标，一般指在机械臂基座坐标系下工作台平面的坐标。

目前机械臂与工作台之间的坐标标定方法主要包括两种：一种是采用尖锐的标定工具，将机械臂移动至工作台上的三个点，并用人眼进行对准，获得相应的坐标点，从而确定工作台的坐标平面。另一种是采用标定模具及其阵列，通过控制机械臂将模具放入对应的孔或者槽中获得相应的坐标点，从而确定工作台的坐标平面。第一种方法的误差主要来自两个方面，其一是机械臂固定尖锐标定工具(如锥子)时存在较大的误差，既无法保证标定工具与机械臂Z轴重合，也无法保证标定工具的尖端与机械臂TCP(工具坐标点)重合，其二是人眼对准误差大，一致性差，操作繁琐。第二种方法较第一种方法精度有所提高，但是其精度依赖标定模具及其阵列，标定模具及其阵列不但加工周期长，并且存在磨损，标定过程同样费时费力，操作繁琐。在机械臂和工作台处于同平台时(机械臂基座与工作台不存在相对运动)尚可以使用，但在存在相对运动，处于需要频繁标定的情况下，这种方法不再适用。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种坐标标定方法、标定系统及机械臂，该方法通过视觉方法与机械臂结合，实现非接触式的坐标自动精确标定，提高了标定精度与效率。

本发明实施例的第一方面提供了一种坐标标定方法，所述坐标标定方法包括：

通过机械臂上的摄像头采集目标图像，其中，所述目标图像中包括标定板，所述标定板安装在工作台的指定位置上；

接收摄像头控制器计算的所述目标图像中所述标定板位姿的偏差结果；

获取所述机械臂的基座坐标，根据所述基座坐标和所述偏差结果计算所述机械臂运动的目标位置和姿态；

获取所述目标图像中预设的至少三个的标定点的位置坐标，所述位置坐标为所述标定点在所述摄像头坐标系中的坐标；

根据所述目标位置和姿态以及所述位置坐标计算所述工作台在机械臂所在坐标系下的坐标，以完成所述机械臂和所述工作台位置坐标的标定。

可选地，在本申请提供的另一实施例中在所述通过机械臂上的摄像头采集目标图像之前还包括：

控制所述机械臂移动至预定位置，所述预定位置根据所述工作台所在位置进行设定。

可选地，在本申请提供的另一实施例中所述通过机械臂上的摄像头采集目标图像包括：

控制所述机械臂从所述预定位置开始移动；

检测所述机械臂移动过程中所述摄像头捕获的视野中是否包含所述标定板，若包含，则控制所述摄像头采集当前视野中的图像，得到所述目标图像。

可选地，在本申请提供的另一实施例中在所述获取所述目标图像中预设的至少三个的标定点的位置坐标之前包括：