[发明专利]机器人视觉工具的工具中心点标定方法及系统

说明书

本发明涉及机器人视觉工具技术领域，提供一种机器人视觉工具的工具中心点标定方法及系统，其中该方法包括：依据所述视觉系统采集的标定基准板的视觉位置信息构建对应所述视觉系统的视觉空间坐标系，其中所述标定基准板能够指示目标物体坐标系；获取所述标定基准板相对于机器人基座坐标系的标定坐标信息；根据所述标定坐标信息和在所述视觉空间坐标系中对应所述视觉位置信息的视觉坐标信息，标定所述机器人视觉工具的工具中心点。由此，不需要对机器人进行多姿态手动示教，仅需要借助标定基准板就能够实现对机器人视觉工具的工具中心点的自动标定过程，操作方便且具有较高的精确度。

技术领域

本发明涉及机器人视觉工具技术领域，特别涉及一种机器人视觉工具的工具中心点标定方法及系统。

背景技术

如图1所示，工业机器人通过安装在末端法兰上的工具来完成各种作业任务，而TCP(Tool center point,工具中心点)相对于末端位置的偏移量大多是未知的，或者是不准确的，因此需要进行机器人工具TCP标定，以计算和辨识工具端相对于机器人末端坐标系的位置。

目前相关技术中用于进行机器人工具TCP标定的方法主要有外部测量法和多点标定法。其中，在外部测量法中，主要是通过昂贵的高精度测量设备辅助专业软件来完成，现场很少采用；另外，在多点标定法中，如图2所示，通过手动示教让工具工作点和固定参考点以不同的姿态多次重合接触，然后通过线性方程组求解。

但是，本申请的发明人在实践本申请的过程中发现：传统的外部测量无法完成TCP标定，而多点标定法需要手动示教工具处于多个姿态，容易导致在TCP标定的过程中产生偏差。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种机器人视觉工具的工具中心点标定方法，以至少解决目前相关技术中存在的通过多姿态手动示教所导致的偏差和操作繁琐性的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种机器人视觉工具的工具中心点标定方法，所述机器人视觉工具配置有用于对目标物体进行拍照的视觉系统，其中所述机器人视觉工具的工具中心点标定方法包括：依据所述视觉系统采集的标定基准板的视觉位置信息构建对应所述视觉系统的视觉空间坐标系，其中所述标定基准板能够指示目标物体坐标系；获取所述标定基准板相对于机器人基座坐标系的标定坐标信息；根据所述标定坐标信息和在所述视觉空间坐标系中对应所述视觉位置信息的视觉坐标信息，标定所述机器人视觉工具的工具中心点。

进一步的，所述根据所述标定坐标信息和对应所述视觉位置信息的在所述视觉空间坐标系上的视觉坐标信息，标定所述机器人视觉工具的工具中心点包括：基于所述标定坐标信息和所述视觉坐标信息，确定所述机器人视觉工具在所述机器人基座坐标系中的工具自由度信息；根据所述工具自由度信息标定所述机器人视觉工具的工具中心点。

进一步的，所述根据所述标定坐标信息和对应所述视觉位置信息的在所述视觉空间坐标系上的视觉坐标信息，标定所述机器人视觉工具的工具中心点包括：根据所述标定坐标信息和所述视觉坐标信息，计算所述视觉空间坐标系相对于所述机器人基座坐标系的向量变换关系；基于所述向量变换关系，标定所述机器人视觉工具的工具中心点。

进一步的，在所述标定基准板上设置有用于指示目标物体坐标系的多个特征点，其中所述应用所述视觉系统采集标定基准板的视觉位置信息，并基于所述视觉位置信息构建对应所述视觉系统的视觉空间坐标系包括：应用所述视觉系统采集所述标定基准板所对应的基准板图像，并确定所述基准板图像中与所述多个特征点分别相对应的多个像素位置；获取由所述多个特征点所指示的所述目标物体坐标系；匹配所述多个像素位置与相对应的所述多个特征点，以构建所述视觉空间坐标系。

进一步的，所述多个特征点的数量不少于3个，且所述多个特征点包括位于所述目标物体坐标系的不同坐标轴上的点。