[发明专利]机械臂的手眼标定方法、标定板、装置、设备和存储介质

权利要求书

1.一种机械臂的手眼标定方法，其特征在于，所述方法包括：

采集机械臂末端工具在机械臂基坐标系下的工具中心点位置，采集标定板上几何图形中心在扫描仪相机坐标系下的位置，所述标定板依次放置于所述扫描仪视野内的不同位置处，所述工具中心点位置与所述几何图形中心在世界坐标系下重合；

根据所有采集的所述工具中心点位置和所有采集的所述几何图形中心位置，计算并输出机械臂的手眼关系矩阵以及所述手眼关系矩阵对应的标定误差。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采集机械臂末端工具在机械臂基坐标系下的工具中心点位置的步骤，包括：

当所述机械臂末端工具为定位针时，将所述定位针的端部移动至所述标定板的锥形孔中，获取所述定位针端部位于所述机械臂基坐标系下的位置，所述定位针的端部为所述机械臂末端工具的工具中心点，所述锥形孔位于所述几何图形中心。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采集机械臂末端工具在机械臂基坐标系下的工具中心点位置的步骤，包括：

当所述机械臂末端工具为所述标定板时，获取所述几何图形中心位于所述机械臂基坐标系下的位置，所述几何图形中心为所述机械臂末端工具的工具中心点。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采集标定板的几何图形中心在扫描仪相机坐标系下的位置的步骤，包括：

当所述扫描仪为双目扫描仪时，通过所述扫描仪获取所述标定板的图像对，所述图像对包括左图像和右图像；

对所述左图像上的所述几何图形中心和所述右图像上的所述几何图形中心分别进行提取；

根据所述左图像上的所述几何图形中心和所述右图像上的所述几何图形中心，对所述几何图形中心在所述扫描仪相机坐标系下的位置进行三维重建。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述左图像上的所述几何图形中心和所述右图像上的所述几何图形中心分别进行提取的步骤，包括：

对所述左图像和所述右图像进行滤波降噪和边缘检测，获得所述左图像中的边缘轮廓和所述右图像中的边缘轮廓；

根据所述左图像中的边缘轮廓和所述右图像中的边缘轮廓，分别提取所述左图像上的所述几何图形中心和所述右图像上的所述几何图形中心。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述标定板上的几何图形为圆环，所述几何图形中心为所述圆环的圆心，对所述左图像上的所述几何图形中心和所述右图像上的所述几何图形中心分别进行提取的步骤，包括

对所述左图像和所述右图像进行滤波降噪和边缘检测，获得所述左图像中的边缘轮廓和所述右图像中的边缘轮廓；

对所述左图像的边缘轮廓和所述右图像的边缘轮廓分别进行椭圆拟合，获得所述左图像上的圆环和所述右图像上的圆环；

提取所述左图像上圆环的圆心和所述右图像上圆环的圆心。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算并输出机械臂的手眼关系矩阵以及所述手眼关系矩阵对应的标定误差的步骤，包括：

构建中心点位置对，所述中心点位置对包括所述工具中心点位置和对应的所述几何图形中心位置；

根据所述中心点位置对，计算所述扫描仪相机坐标系到所述机械臂基坐标系之间的旋转平移变换矩阵和所述旋转平移变换矩阵对应的标定误差，所述旋转平移变换矩阵为所述手眼关系矩阵。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，计算所述扫描仪相机坐标系到所述机械臂基坐标系之间的旋转平移变换矩阵和所述旋转平移变换矩阵对应的标定误差的步骤，包括：

将所有所述中心点位置对划分为用于所述旋转平移矩阵计算的第一中心点位置对和用于所述标定误差计算的第二中心点位置对；

根据所述第一中心点位置对计算所述旋转平移变换矩阵；

通过所述旋转平移变换矩阵对所述第二中心点位置对中所述几何图形中心位置进行变换，获得相应的变换位置；

计算所述变换位置与所述第二中心点位置对中所述工具中心点位置之间的欧氏距离差值，根据所述欧氏距离差值确定所述标定误差。