[发明专利]机械臂末端的单相机的手眼标定方法

权利要求书

1.一种机械臂末端的单相机的手眼标定方法，其特征在于，包括：

提供一标定板，其中，所述标定板上设有标记；

将所述标定板放置于相机的视野内，控制所述相机拍照并控制机械臂末端旋转，得到多个所述标记的中心的第一像素坐标；其中，在所述机械臂末端旋转之前，所述标记的中心的第一像素坐标为第一个第一像素坐标，其中，所述相机安装于所述机械臂末端；

将多个所述第一像素坐标拟合为圆，且计算出所述圆对应的圆心坐标，即所述机械臂末端的像素坐标；

根据第一个所述第一像素坐标和所述机械臂末端的像素坐标计算出所述标记的中心相对于机械臂末端于相机坐标中的第一偏移向量；

控制所述机械臂按预定规律分别平移九个位置，控制所述相机拍照，得到九个位置于所述标记的中心相应的机械臂坐标以及相应的第二像素坐标；

根据九个位置相应的所述机械臂坐标以及相应的所述第二像素坐标计算出相机坐标系与机械臂坐标系之间的缩放旋转矩阵；

根据所述缩放旋转矩阵和所述第一偏移向量计算出所述标记的中心相对于机械臂末端的中心的第二偏移向量；以及

根据所述第二像素坐标及相应的机械臂坐标计算出相应的手眼标定矩阵。

2.根据权利要求1所述的机械臂末端的单相机的手眼标定方法，其特征在于，将所述标定板放置于相机的视野内，控制所述相机拍照并控制机械臂末端旋转的步骤包括：

将所述标定板放置于相机的视野内；

控制所述相机拍照，得到所述第一个第一像素坐标；

控制所述机械臂末端旋转，同时控制所述相机拍照，得到另外的第一像素坐标。

3.根据权利要求2所述的机械臂末端的单相机的手眼标定方法，其特征在于，控制所述机械臂末端旋转，同时控制所述相机拍照的步骤具体为：

控制所述机械臂末端旋转，同时控制所述相机于所述机械臂末端每旋转预定角度值拍照一次。

4.根据权利要求3所述的机械臂末端的单相机的手眼标定方法，其特征在于，所述预定角度值为10°。

5.根据权利要求1所述的机械臂末端的单相机的手眼标定方法，其特征在于，所述相机内集成有图像处理算法模板，使所述相机在拍照所述标定板时根据图像处理算法模板匹配计算出所述标记的中心相应的坐标像素。

6.根据权利要求1所述的机械臂末端的单相机的手眼标定方法，其特征在于，根据最小二乘法将多个所述第一像素坐标拟合为圆。

7.根据权利要求1所述的机械臂末端的单相机的手眼标定方法，其特征在于，所述第一偏移向量等于所述机械臂末端的像素坐标与所述第一个所述第一像素坐标的差值。

8.根据权利要求1所述的机械臂末端的单相机的手眼标定方法，其特征在于，根据九个位置相应的所述机械臂坐标以及相应的所述第二像素坐标计算出相机坐标系与机械臂坐标系之间的缩放旋转矩阵的步骤包括：

根据九个位置相应的所述机械臂坐标以及相应的所述第二像素坐标，采用九点标定算法计算出所述相机坐标系与所述机械臂坐标系之间的手眼变换矩阵；

根据手眼变换矩阵计算出缩放旋转矩阵。

9.根据权利要求1所述的机械臂末端的单相机的手眼标定方法，其特征在于，所述机械臂末端设有U轴，所述相机固定于U轴上。

10.根据权利要求1所述的机械臂末端的单相机的手眼标定方法，其特征在于，根据所述第二像素坐标及相应的机械臂坐标计算出相应的手眼标定矩阵之后，还包括步骤：根据所述手眼标定矩阵校正机械臂末端的移动位移。