[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

说明书

本申请涉及一种机械臂的手眼标定方法、标定板、装置、设备和存储介质。所述方法包括：将标定板依次放置于扫描仪视野内的不同位置，将机械臂末端工具的工具中心点位置与标定板上的几何图形中心在世界坐标下重合，同时采集在机械臂基坐标系下的工具中心点位置和扫描仪相机坐标系下几何图形中心位置，根据所有采集的工具中心点位置和所有采集的几何图形中心位置，计算并输出机械臂的手眼关系矩阵以及手眼关系矩阵对应的标定误差，标定误差可用于判断手眼关系矩阵是否准确。采用本方法能够提高了机械臂手眼标定的便捷度、效率和准确度，降低了机械臂手眼标定的成本。

技术领域

本申请涉及机械臂标定技术领域，特别是涉及一种机械臂的手眼标定方法、标定板、装置、设备和存储介质。

背景技术

随着人工智能技术、计算机技术等相关技术的发展，机械臂在多个行业得到了广泛的应用。在工业应用领域，机械臂通常需要依靠手眼系统执行机械加工及安装等任务。其中，手眼系统是由摄像机和机械手构成的机械臂视觉系统，机械臂视觉系统中摄像机相当于人的眼睛，机械人末端执行器相当于人的手。

摄像机采集到空间物体在视觉坐标系中的空间位置，而末端执行器需要在机械臂基坐标系中抓取空间物体，需要将空间物体在视觉坐标系中的空间位置转换至机械臂基坐标系中。摄像机的视觉坐标系与机械臂基坐标系之间关系的确定即机械臂的手眼标定过程。目前，机械臂的手眼标定过程需要依赖于一些特殊的机械装置或着依赖于光源辅助设置，标定过程较为复杂且成本较高。而且传统的手眼标定法效率不高，且误差校验不便。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高手眼标定效率和准确度的机械臂的手眼标定方法、装置、标定板、设备和存储介质。

一种机械臂的手眼标定方法，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。

在其中一个实施例中，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标定板几何图形中心。

在其中一个实施例中，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。

在其中一个实施例中，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。

在其中一个实施例中，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；