[发明专利]机械臂手眼标定方法、装置、系统及计算机可读存储介质

说明书

本发明提出一种机械臂手眼标定方法，包括：控制机械臂移动至多个预设位置；获取标记点在每个预设位置的第一坐标、第二坐标，第一坐标为标记点在相机坐标系下的坐标，第二坐标为标记点在机械臂坐标系下的坐标，每个预设位置处的第一坐标、第二坐标构成一个点对；基于多个点对和SVD算法，计算得到第一旋转平移矩阵。本发明所提出的机械臂手眼标定方法，先控制机械臂移动至预设位置，此预设位置处的标记点将被深度相机拍摄到，深度相机拍摄到此预设位置处的标记点后获取到第一坐标，结合第一坐标和该预设位置处的第二坐标进行计算，得到第一旋转平移矩阵，在得到第一旋转平移矩阵后，就能够将相机坐标系下的位置点转换为机械臂坐标系下的位置点。

技术领域

本发明涉及相机标定领域，特别涉及一种机械臂手眼标定方法、装置、系统及计算机可读存储介质。

背景技术

在机器人超声扫查中，需要利用手眼标定方法标定出相机与机械臂坐标系的关系，即旋转平移矩阵，以便进行超声扫查路径的规划。

手眼标定可以分为局部手眼和全局手眼两种情况，局部手眼是将相机固定于机械臂上，相机跟随机械臂进行移动，全局手眼是将相机固定于机械臂之外，相机处于固定位置不动。

现有技术中，对于全局手眼这种情况大多采用手动对点的方式进行，例如九点法，而由于其为人工手动对点，在对点时始终会存在误差，从而导致全局手眼标定方法不够精准。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种机械臂手眼标定方法，旨在解决现有的全局手眼标定方法存在标定不够精准的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种机械臂手眼标定方法，所述机械臂手眼标定方法包括：

控制机械臂移动至多个预设位置；

获取标记点在每个预设位置的第一坐标、第二坐标，所述第一坐标为标记点在相机坐标系下的坐标，所述第二坐标为标记点在机械臂坐标系下的坐标，每个预设位置处的第一坐标、第二坐标构成一个点对；

基于多个点对和SVD算法，计算得到第一旋转平移矩阵。

优选地，所述获取标记点在每个预设位置的第二坐标包括：

根据每个预设位置的坐标和标记点相对于机械臂末端的位姿，计算得到所述标记点在每个预设位置的第二坐标。

优选地，所述机械臂手眼标定方法还包括：

基于所述第一旋转平移矩阵，将每个点对中的第一坐标转换为机械臂坐标系下的第三坐标；

计算所述第三坐标与对应的第二坐标的欧式距离；

若所述欧式距离大于预设距离，则将所述第一坐标和与其构成点对的第二坐标从多个点对中删除；

在删除部分点对后，得到过滤后的多个点对，再基于过滤后的多个点对和SVD算法，计算得到第二旋转平移矩阵。

优选地，所述标记点为贴设于标定工具上的ArUco码的中心点。

本发明还提出一种机械臂手眼标定装置，所述机械臂手眼标定装置包括：

运动控制模块，用于控制机械臂移动至多个预设位置；

坐标获取模块，用于获取标记点在每个预设位置的第一坐标、第二坐标，所述第一坐标为标记点在相机坐标系下的坐标，所述第二坐标为标记点在机械臂坐标系下的坐标，每个预设位置处的第一坐标、第二坐标构成一个点对；

第一计算模块，用于基于多个点对和SVD算法，计算得到第一旋转平移矩阵。

优选地，所述坐标获取模块包括：

第二坐标获取单元，用于根据每个预设位置的坐标和标记点相对于机械臂末端的位姿，计算得到所述标记点在每个预设位置的第二坐标。