[发明专利]工件抓取系统的校准方法、标定件、装置、设备和介质

权利要求书

1.一种工件抓取系统的校准方法，所述工件抓取系统包括机械臂和结构光扫描仪，其特征在于，所述方法包括：

在待校准的所述工件抓取系统中，构建所述结构光扫描仪对应的扫描仪坐标系；

将标定件放置在所述结构光扫描仪视野的不同位置，并测量所述标定件在所述不同位置处的位姿信息对，所述位姿信息对包括所述标定件分别在所述机械臂的基座坐标系和所述扫描仪坐标系下的位姿；

根据所述标定件在所述不同位置处的位姿信息对，确定所述机械臂与所述结构光扫描仪的位姿关系；

测量所述机械臂的预设轴旋转不同角度时机械臂末端的姿态角，根据测量的所述姿态角确定所述机械臂末端姿态角中各角度分量之间的转换关系；

根据所述机械臂与所述结构光扫描仪的位姿关系、以及所述角度分量之间的转换关系，对所述工件抓取系统进行绝对定位精度校准；其中

确定所述机械臂与所述结构光扫描仪的位姿关系的步骤，包括：

根据所述位姿信息对中所述标定件分别在所述基座坐标系和所述扫描仪坐标系下的位置，计算所述机械臂与所述结构光扫描仪的位置关系；

根据所述位姿信息对中所述标定件分别在所述基座坐标系和所述扫描仪坐标系下的姿态，计算所述机械臂与所述结构光扫描仪的姿态关系。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，测量所述标定件在所述不同位置处的位姿信息对的步骤，包括：

将所述机械臂末端坐标系的原点与所述标定件的坐标系零点对准重合，将对准重合后所述机械臂末端坐标系的原点在所述基座坐标系的位姿设置为所述标定件在所述基座坐标系下的位姿；

将所述标定件与所述扫描仪坐标系下预设的标定件模型进行空间模板配准，获得所述标定件在所述扫描仪坐标系下的位姿。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述机械臂末端坐标系的原点与所述标定件的坐标系零点对准重合的步骤，包括：

将所述机械臂末端上夹爪的中心点与所述标定件的坐标系零点粗对准；

张开所述夹爪，以使所述夹爪的中心点与所述标定件的坐标系零点重合，所述夹爪的中心点为所述机械臂末端坐标系的原点。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述机械臂与所述结构光扫描仪的位置关系的步骤，包括：

随机选取预设数量个所述位姿信息对，在所述选取的每个位姿信息对中，计算所述标定件在所述基座坐标系下的位置与所述标定件在所述扫描仪坐标系下的位置之间的旋转平移关系；

在所述选取的每个位姿信息对中，根据所述旋转平移关系对所述标定件在所述基座坐标系下的位置进行变换，获得所述标定件在所述扫描仪坐标系下相应的变换位置；

在所述选取的每个位姿信息对中，根据所述标定件在所述扫描仪坐标系下的变换位置与所述标定件在所述扫描仪坐标系下的位置，计算所述机械臂与所述结构光扫描仪的位置关系。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据测量的所述姿态角确定所述机械臂末端姿态角中各角度分量之间的转换关系的步骤，包括：

将测量到的每个所述姿态角中预设的固定角度分量与剩余的所述角度分量进行3阶傅里叶级数拟合，获得所述机械臂末端姿态角中所述固定角度分量与剩余的所述角度分量之间的3阶傅里叶级数参数，所述姿态角包括偏航角分量、俯仰角分量和翻滚角分量，所述固定角度分量为偏航角分量、俯仰角分量和翻滚角分量中的任意一种。

6.一种用于工件抓取系统校准的标定件，其特征在于，所述标定件包括支撑部和至少两个凸设于所述支撑部上的定位部，所有定位部围成标定区，校准状态下，机械臂末端的夹爪在所述标定区内与所述定位部相抵定位；所述标定件用于辅助所述工件抓取系统的校准，以实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。