[发明专利]一种智能3D视觉的3D相机标定系统及其标定方法

说明书

本发明提供一种智能3D视觉的3D相机标定系统及其标定方法，包括：标定模型组件、示教机器人及3D相机；所述标定模型组件包括9个相同的标定模型及底板，9个所述标定模型均匀铺满分布在所述底板上；所述标定模型包括圆柱本体及标定针尖，所述标定针尖固定安装于所述圆柱本体的内部，且所述标定针尖的端部位于所述圆柱本体的上表面圆形的圆心位置；所述示教机器人的执行端固定有与所述标定针尖相同的针尖；所述示教机器人的执行端的针尖与所述标定针尖对准；所述3D相机位于所述标定模型组件的上方，且所述标定模型组件位于所述3D相机视野的正下方。本发明提供的系统提高的可参照精度以及调试的效率。

技术领域

本发明涉及3D视觉技术领域，特别是涉及一种智能3D视觉的3D相机标定系统及其标定方法。

背景技术

目前，在现有用于3D视觉标定的标准模型大多使用的是圆柱形、圆孔形的模型特征来确认机器人和3D相机的标定关系。标定过程包括：通过相机扫描特征后获取到多个圆的中心点，然后机器人安装一个针尖来建立工具坐标系后依次进行示教(示教动作为针尖与圆孔对应或者针尖与圆柱面中心对应)，获得与3D相机图像中识别的特征点一一对应的机器人坐标来进行标定计算。

但是，这种操作会造成在使用机器人进行点位对应性示教时因没有更加有效的参照而导致机器人示教对应点位的误差不可控，标定结果因人而异，并且使用大型机器人进行标定作业时标定的误差会远大于机器人与相机理论标定精度。

发明内容

为解决以上现有技术问题，本发明提供一种智能3D视觉的3D相机标定系统及其标定方法，提高的参照精度以及调试的效率。

本发明第一方面提供一种智能3D视觉的3D相机标定系统，包括：标定模型组件、示教机器人及3D相机；

所述标定模型组件包括9个相同的标定模型及底板，9个所述标定模型均匀铺满分布在所述底板上；所述标定模型包括圆柱本体及标定针尖，所述标定针尖固定安装于所述圆柱本体的内部，且所述标定针尖的端部位于所述圆柱本体的上表面圆形的圆心位置；

所述示教机器人的执行端固定有与所述标定针尖相同的针尖；所述示教机器人的执行端的针尖与所述标定针尖对准；

所述3D相机位于所述标定模型组件的上方，且所述标定模型组件位于所述3D相机视野的正下方。

进一步地，所述标定模型本体中部具有同心圆孔，所述标定针尖位于所述同心圆孔内部。

进一步地，所述标定针尖高度与所述标定模型本体的高度相同。

进一步地，所述同心圆孔的直径为5mm，所述标定针尖的底部半径为5mm。

本发明第二方面提供一种3D相机的标定方法，包括：

通过3D相机采集标定模型组件的扫描图像，在所述扫描图像中，通过圆孔算法计算得到每个标定模型的中心点位置；其中，所述标定模型组件由标定模型组成；

通过示教机器人的执行端的针尖分别与所述每个标定模型的标定针尖进行对准，得到每个标定模型的标定针尖位置；

通过所述中心点位置及所述标定针尖位置进行计算，得到相机空间与示教机器人执行空间的标定关系。

进一步地，所述通过示教机器人的执行端的针尖分别与所述每个标定模型的标定针尖进行对准之前，还包括：

在所述机器人的执行端的针尖位置绘制工具坐标系。

进一步地，所述通过示教机器人的执行端的针尖分别与所述每个标定模型的标定针尖进行对准之前，还包括：

将所述示教机器人移动至所述标定模型的正上方，使得示教机器人的执行端的针尖与所述标定模型的针尖进行对准。

进一步地，所述通过3D相机采集标定模型组件的扫描图像之前，还包括：