[发明专利]一种手眼标定及坐标转换方法

权利要求书

1.一种手眼标定及坐标转换方法，其特征在于，包括：

S1、在机械臂末端设置靶标；

S2、控制机械臂末端从起始坐标点运动到终点坐标点，在机械臂末端从起始坐标点运动到终点坐标点的过程中，记录靶标在机器臂坐标系下的三维坐标，并通过驱动机构驱动相机X、Y、Z三轴移动并记录机械臂末端上靶标在相机坐标系下的三维坐标；

S3、重复执行n次步骤S2，得到n组靶标在机器臂坐标系下的三维坐标、n组靶标在相机坐标系下的三维坐标，其中，每次执行步骤S2时，起始坐标点和终点坐标点均为对应取值范围内的随机坐标点；

S4、将靶标在相机坐标系下的三维坐标与靶标在机器臂坐标系下的三维坐标代入相机坐标系与机器臂坐标系之间的映射矩阵，并求解所述映射矩阵，得到n组拟合点；

S5、根据n组初始拟合点绘制残差图，根据残差图去除n组初始拟合点中M组离群点，得到n-m个目标拟合点，将n-m组目标拟合点代入相机坐标系与机器臂坐标系之间的映射矩阵，即可将得到相机坐标系与机械臂坐标系之间的矩阵变换关系。

2.根据权利要求1所述的手眼标定及坐标转换方法，其特征在于，所述机械臂为六自由度机械臂。

3.根据权利要求1所述的手眼标定及坐标转换方法，其特征在于，步骤S2中，所述通过驱动机构驱动相机X、Y、Z三轴移动，具体包括：驱动机构包括第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构，所述第一驱动机构驱动相机X轴移动，所述第二驱动机构驱动相机Y轴移动，所述第三驱动机构驱动相机Z轴移动。

4.根据权利要求1所述的手眼标定及坐标转换方法，其特征在于，步骤S4中，所述相机坐标系与机器臂坐标系之间的映射矩阵，具体包括：

其中，T＝(t_x,t_y,t_z,1)^T为相机坐标系的原点在机械臂坐标系中的坐标，R为机械手坐标系相对摄像机坐标系旋转的4×4正交矩阵，X_c、Y_c、Z_c为相机坐标系下的坐标，X_r、Y_r、Z_r为机械臂坐标系下的坐标。

5.根据权利要求1所述的手眼标定及坐标转换方法，其特征在于，步骤S5，具体包括：

根据n组初始拟合点绘制残差图；

去除残差图中置信区间均不包含零点的m组离群点，得到n-m个目标拟合点；

将n-m组目标拟合点代入相机坐标系与机器臂坐标系之间的映射矩阵，即可将得到相机坐标系与机械臂坐标系之间的矩阵变换关系。