[发明专利]一种线激光传感器的静态标定方法

权利要求书

1.一种线激光传感器的静态标定方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）激光平面垂直方向的标定；

（2）标定工具的安装：将标定工具设置在机器人的末端，其中，标定工具包括n个标定圆，n≥2；

（3）确定机器人坐标系，标定标定工具上的各个标定圆；

（4）调整机器人的末端的位置，使得标定工具置于线激光传感器的视野范围内，同时保证机器人在激光传感器视野范围内的移动方向与激光平面保持垂直；

（5）机器人带动标定工具在激光传感器视野范围内移动，确定第一次扫描位置起始位置和结束位置，采集标定工具第一个扫描位置起始点至结束点移动过程的图像信息；

（6）重复步骤（4），调整机器人的位置，确定第二次扫描位置的起始位置和结束位置，采集标定工具第二个扫描位置起始点至结束点移动过程的图像信息；

（7）对步骤（5）和步骤（6）中采集的图像上的标定圆进行拟合，得到标定圆圆心在线激光传感器坐标系中的坐标；

（8）根据标定工具上标定点在线激光传感器坐标系中的坐标和在机器人坐标系中的坐标进行值拟合运算得到3D变换矩阵的最佳匹配值。

2.根据权利要求1所述的线激光传感器的静态标定方法，其特征在于，所述步骤（3）中采用XYZ-4点法和ABC-2点法标定工具上的各个标定圆，得到标定工具上各标定点相对于机器人坐标系的坐标偏移量t₁(x,y,z)~t_n(x,y,z)，所述标定点为标定工具上标定圆的圆心。

3.根据权利要求2所述的线激光传感器的静态标定方法，其特征在于，所述步骤（5）的具体过程为：确定机器人移动的第一次起始位置以及结束位置，采集标定工具第一个扫描位置起始点至结束点移动过程的图像信息，并提取图像中的二维图像信息，同时根据步骤（3）获取的各标定圆的标定点相对于的坐标偏移量t₁(x,y,z)~t_n(x,y,z)获取标定工具上n个标定点在此扫描过程起始位置时的机器人坐标系中的坐标Q₁(x,y,z)~Q_n(x,y,z)。

4.根据权利要求3所述的线激光传感器的静态标定方法，其特征在于，所述步骤（6）的具体过程为：重复步骤（4），调整机器人的位置，确定第二次扫描位置的起始位置和结束位置，采集标定工具第二个扫描位置起始点至结束点移动过程的图像信息，并提取图像中的二维图像信息，同时根据步骤（3）获取的各标定圆的标定点相对于的坐标偏移量t₁(x,y,z)~t_n(x,y,z)获取标定工具上n个标定点在此扫描过程起始位置时的机器人坐标系中的坐标Q_n+1(x,y,z)~Q_2n(x,y,z)。

5.根据权利要求4所述的线激光传感器的静态标定方法，其特征在于，所述步骤（7）中对步骤（5）和步骤（6）中的两张标定图像上提取的二维图像信息进行阈值分割以及边缘提取，并对进行椭圆拟合，得到拟合椭圆在线激光传感器坐标系中的中心坐标P₁(x,y,z)~P_2n(x,y,z)。

6.根据权利要求5所述的线激光传感器的静态标定方法，其特征在于，所述步骤（8）中根据标定工具上的标定点在机器人坐标系和线激光传感器坐标系中的位置矩阵采用最小二乘法求解线激光传感器坐标系与机器人坐标系的手眼标定矩阵。

7.根据权利要求1~6任意一项所述的线激光传感器的静态标定方法，其特征在于，所述标定工具为标定板，所述标定板上的标定圆为黑色实心圆，且圆心位置在标定板上被标记，所述标定板背景为白色。

8.根据权利要求5所述的线激光传感器的静态标定方法，其特征在于，所述步骤（8）中可以采用SVM、神经网络或矩阵求解方式求解手眼标定矩阵。