[发明专利]用于机器人制孔平台视觉测量系统的标定方法及装置

权利要求书

1.一种用于机器人制孔平台的视觉测量系统的标定装置，所述机器人制孔平台包括装有终端执行器的制孔机器人，该终端执行器具有用于安装制孔刀具的主轴以及用于压紧工件表面的压脚，其特征在于，所述的标定装置包括固定在主轴上的标定板以及安装在终端执行器上的相机，且相机光轴与主轴轴线平行；

所述标定板朝向相机的面为拍摄面，背对相机的面为锁紧面，标定板的板面与所述压脚的端面平行，标定板上设有主轴孔、工艺孔和九孔阵列；

所述主轴孔与的轴线位置对应；

所述工艺孔包括孔H1、孔H2、孔H3和孔H4，分别位于标定板板面四角，且孔H1和孔H2在标定板的上部；

所述九孔阵列包括呈三层阵列布置的孔h1、孔h2、孔h3、孔h4、孔h5、孔h6、孔h7、孔h8和孔h9，其中，孔h1和孔h3、孔h4和孔h6、孔h7和孔h9的孔心连线与所述孔H1和孔H2的孔心连线平行；

所述主轴孔与九孔阵列的中间孔h5的间距等于主轴轴线和相机光轴的距离。

2.一种基于权利要求1所述标定装置的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）在标定板的锁紧面上建立标定板坐标系O_BX_BY_BZ_B，原点O_B为孔h5的圆心，孔h1和孔h3的连线方向为X_B轴方向，孔h1和孔h7的连线方向为Y_B轴方向，Z_B轴方向由右手法则决定；

2）根据标定板上的主轴孔和工艺孔以及主轴的进给方向建立刀具坐标系O'_TX'_TY_T'Z'_T；

3）对步骤2）中建立的刀具坐标系O'_TX'_TY_T'Z'_T进行Z'_T向修正，将刀具坐标系的原点O'_T定义在Z'_T轴上距离压脚的端面Δl处，并计算修正后的刀具坐标系O_TX_TY_TZ_T在法兰盘坐标系O_FX_FY_FZ_F下的位姿描述

4）建立标定板坐标系O_BX_BY_BZ_B和刀具坐标系O'_TX'_TY_T'Z'_T之间的二维变换关系，得到二维变换矩阵

5）建立相机坐标系O_CX_CY_CZ_C；

6）依据相机所拍摄的九孔阵列的图像中各孔的几何位置关系与标定板上九孔阵列中各孔的实际几何位置关系，进行相机内参数标定；

7）根据相机所拍摄的九孔阵列的图像，进行相机外参数计算，在标定板的锁紧面上建立相机坐标系O_CX_CY_CZ_C与标定板坐标系O_BX_BY_BZ_B之间的二维变换关系，得到二维变换矩阵

8）根据所述的标定板，利用步骤4）中的二维变换矩阵和步骤7）中的二维变换矩阵算得机器人制孔平台视觉测量系统的手眼关系

9）根据所述步骤3）的位姿描述和步骤8）的手眼关系计算相机坐标系O_CX_CY_CZ_C在法兰盘坐标系O_FX_FY_FZ_F下的位姿描述