[发明专利]机器人标定方法及标定系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人标定方法及应用该标定方法的机器人标定系统。

背景技术

目前，机器人在精密装配作业、食品罐装等自动化生产线的应用越来越广泛。以应用机器人进行电路板电子元件的精密装配为例，装配过程中，机器人可利用视觉传感器，如摄像机对工件或者工作面自动定位，计算工作场景相对于机器人的相对位置，以辅助机器人自动完成作业。机器人的标定，即建立机器人基坐标系与摄像机的成像坐标系之间的转换关系，是机器人作业过程中的关键技术之一。然而，现有的机器人标定方法普遍存在计算量大、复杂程度较高的缺点，在实际生产应用中不能满足简便快速标定的要求。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种简便快捷的机器人标定方法及标定系统。

一种机器人标定方法，其包括步骤：A、提供一个独立于机器人本体的摄像机及一个位于摄像机视场内的平面标定板，用该摄像机拍摄该平面标定板的图像，标定并存储摄像机的内参数和外参数，计算成像坐标系与标定板坐标系之间的转换关系；B、在平面标定板上设定三个特征角点，在机器人本体上固定安装标定工具，机器人本体带动该标定工具运动，使该标定工具接触其中一个特征角点，并以该特征角点为起点平移至另外两个特征角点，存储标定工具在机器人基坐标系中的运动轨迹，根据该三个特征角点的位置关系以及该标定工具的运动轨迹，计算机器人基坐标系与标定板坐标系之间的转换关系；以及C、根据成像坐标系与标定板坐标系之间的转换关系，以及机器人基坐标系与标定板坐标系之间的转换关系，计算成像坐标系与机器人基坐标系之间的转换关系。

一种机器人标定系统，其包括：机器人本体、由机器人本体带动的标定工具、一个独立于机器人本体的摄像机、一个位于摄像机视场内的平面标定板以及一个内置有预置的程序的控制器，该摄像机用于拍摄平面标定板的图像，该平面标定板上设定有三个特征角点，该控制器用于控制该机器人本体运动以带动该标定工具，使该标定工具接触其中一个特征角点，并使以该特征角点为起点平移至另外两个特征角点，该控制器还用于执行以下任务：获取摄像机拍摄的平面标定板的图像，标定并存储摄像机的内参数和外参数，计算成像坐标系与标定板坐标系之间的转换关系；存储标定工具在机器人基坐标系中的运动轨迹，以根据该三个特征角点的位置关系以及该标定工具的运动轨迹，计算机器人基坐标系与标定板坐标系之间的转换关系；根据成像坐标系与标定板坐标系之间的转换关系，以及机器人基坐标系与标定板坐标系之间的转换关系，计算成像坐标系与机器人基坐标系之间的转换关系。

上述机器人标定方法以平面标定板坐标系为中介，在分别计算成像坐标系与标定板坐标系之间的转换关系，以及机器人基坐标系与标定板坐标系之间的转换关系后得到成像坐标系与机器人基坐标系之间的转换关系，因此，上述标定方法具有简便快捷的优点。

附图说明

图1是本发明实施方式的机器人标定系统的各组件的位置关系示意图。

图2是图1所示机器人标定系统的平面标定板的平面示意图。

图3是本发明实施方式的机器人标定方法的流程图。

图4是标定工具相对于平面标定板移动的示意图。

主要元件符号说明