[发明专利]一种基于主动双目视觉的机械手手眼标定方法

权利要求书

1.一种基于主动双目视觉的机械手的手眼标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、使用2D平面标定靶对双目视觉传感器进行标定，建立双目视觉传感器坐标系，双目视觉传感器及2D平面标定靶可自由移动；

S2、移动机械手末端到任意位置，记录此时机械手末端在机械手坐标系下的坐标，结构光发生器向机械手末端投射编码图像，双目视觉传感器采集图像，利用编码图案信息和极线几何约束计算机械手末端在双目视觉传感器坐标系下的三维坐标；

S3、重复步骤S2得到多组坐标数据，计算出机械手坐标系与双目视觉传感器坐标系的转换关系。

2.根据权利要求1所述的一种基于主动双目视觉的机械手的手眼标定方法，其特征在于：所述双目视觉传感器由两个摄像机和一个结构光发生器组成。

3.根据权利要求2所述的一种基于主动双目视觉的机械手的手眼标定方法，其特征在于：所述结构光发生器位于两个摄像机之间。

4.根据权利要求1至3任一所述的一种基于主动双目视觉的机械手的手眼标定方法，其特征在于：步骤S1中，通过立体视觉摄像机标定方法求得双目视觉传感器的内部参数和相互位置关系的外部参数，建立双目视觉传感器坐标系。

5.根据权利要求1所述的一种基于主动双目视觉的机械手的手眼标定方法，其特征在于：步骤S2中，通过机械手控制器移动机械手末端到任意位置，通过机械手控制器读取并记录此时机械手末端在机械手坐标系下的坐标。

6.根据权利要求4所述的一种基于主动双目视觉的机械手的手眼标定方法，其特征在于：步骤S2中，结构光发生器向机械手末端投射编码图像，双目视觉传感器采集图像后，利用编码图案信息和极线几何约束及步骤S1中所标定的内部参数和外部参数，计算出机械手末端在双目视觉传感器坐标系下的三维坐标。

7.根据权利要求1所述的一种基于主动双目视觉的机械手的手眼标定方法，其特征在于：步骤S3中，通过多次移动机械手末端的位置，重复至少4次步骤S2分别得到4组以上机械手末端在机械手坐标系、双目视觉传感器坐标系下的三维坐标，其中至少4次机械手末端所移动的位置点不共面。

8.根据权利要求7所述的一种基于主动双目视觉的机械手的手眼标定方法，其特征在于：步骤S3中，记录每次机械手末端在机械手坐标系下的坐标及其对应在双目视觉传感器坐标系下的坐标，采用最小二乘法求得转换矩阵，将所述的转换矩阵作为最后得出的手眼关系矩阵。

9.根据权利要求1所述的一种基于主动双目视觉的机械手的手眼标定方法，其特征在于：双目视觉传感器坐标系为C_W，机械手坐标系为C_M，双目视觉传感器坐标系C_W到机械手坐标系C_M的关系为：C_M＝T·C_W，矩阵T为机械手手眼转换矩阵。

10.根据权利要求9所述的一种基于主动双目视觉的机械手的手眼标定方法，其特征在于：步骤S3中，通过4次移动机械手末端的位置，分别得到4组机械手末端在机械手坐标系下的三维坐标(x_j,y_j,z_j)(j＝1,2,3,4)，和双目视觉传感器坐标系下的三维坐标(X_j,Y_j,Z_j)(j＝1,2,3,4)，且这4个坐标位置点不共面，上述机械手坐标系下的三维坐标和双目视觉传感器坐标系下的三维坐标的机械手手眼转换矩阵T为：

T=X1X2X3X4Y1Y2Y3Y4Z1Z2Z3Z41111x1x2x3x4y1y2y3y4z1z2z3z41111-1.]]> 2