[发明专利]SCARA机器人末端相机的标定方法及装置

说明书

本发明提供了一种SCARA机器人末端相机的标定方法及装置，方法包括：使用产品特征作为Mark点，SCARA机器人移动带动相机拍照，分别记录多点相机图像坐标和SCARA机器人世界坐标，相机图像坐标与SCARA机器人世界坐标进行标定运算，得到相机标定坐标系，然后进行旋转中心标定；再次在相机姿态不变下对Mark点拍照，记录第一点相机标定坐标和SCARA机器人的世界坐标，旋转SCARA机器人旋转轴，此时相机姿态也跟着一起旋转，相机进行拍照，记录第二点相机标定坐标和SCARA机器人的世界坐标，通过两点计算，得到SCARA机器人旋转中心在相机标定坐标系位置，以此来计算相机世界坐标系。本发明的有益效果在于：不需要特定的标定工具，标定精度高。

技术领域

本发明涉及一种相机标定方法及装置，尤其是指一种SCARA机器人末端相机的标定方法及装置。

背景技术

在SCARA机器人视觉系统中，相机做为机器人的眼睛，用于定位目标产品特征，计算目标产品在机器人坐标系的位置，并引导机器人进行抓取、放置、轨迹引导等操作。而相机固定方式有多种，常见有以下四种固定方式，第一种：相机固定位置向上安装；第二种：相机固定位置向下安装；第三种：固定在SCARA机器人第二臂；第四种：固定在SCARA机器人末端。不同的安装方式，相机可以达到功能也不一样。

在SCARA机器人视觉引导中，该技术核心原理是相机坐标系与SCARA机器人坐标系之间的标定，相机坐标系主要分三个坐标系，分别是相机图像坐标系、相机标定坐标系、相机世界坐标系，而SCARA机器人坐标系主要是机器人世界坐标系。相机与SCARA机器人标定最主要目的时统一相机世界坐标系与SCARA机器人世界坐标系。

SCARA机器人末端相机现有标定算法需要使用标定块，标定块上有多个Mark点，相机获取标定板上多个Mark点图像坐标，然后需要在SCARA机器人法兰盘安装针尖，也就是标定工具，依次对准标定工具上的Mark点，记录SCARA机器人的世界坐标，最后相机图像坐标与SCARA机器人世界坐标进行标定运算，得到相机世界坐标系。

现有技术中，SCARA机器人坐标系与相机标定坐标系的相对关系标定需要在机器人法兰盘安装标定工具进行标定，标定精度存在一定误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种SCARA机器人末端相机的标定方法及装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种SCARA机器人末端相机的标定方法，包括步骤，

S10、控制SCARA机器人移动相机对Mark点拍照，分别记录多点相机的图像坐标和SCARA机器人世界坐标系，计算出仿射变换矩阵；

S20、相机姿态不变，控制相机对Mark点拍照，记录Mark点相机的第一图像坐标，利用仿射变换矩阵对Mark点相机的第一图像坐标进行仿射变换得到Mark点相机的第一标定坐标；

S30、控制SCARA机器人带动相机旋转预设角度后，控制相机对Mark点拍照，记录Mark点相机的第二图像坐标，利用仿射变换矩阵对Mark点相机的第二图像坐标进行仿射变换得到Mark点相机的第二标定坐标；

S40、根据SCARA机器人带动相机旋转预设角度及第二标定坐标，计算Mark点在相机标定坐标系在旋转预设角度的坐标，记为第三标定坐标；

S50、根据第一标定坐标、第三标定坐标，计算出旋转后的相机标定坐标系的原点在原相机标定坐标系上的原点坐标；

S60、根据旋转预设角度、相机标定坐标系的原点坐标及旋转后的相机标定坐标系的原点坐标，算出旋转中心的坐标以计算相机世界坐标系。

进一步的，步骤S10中，计算的仿射变换矩阵为，

W＝P*Tw；其中，W为SCARA机器人坐标，P为相机图像坐标系，Tw为仿射变换矩阵；