[发明专利]一种快速双机械臂基坐标系标定方法

说明书

本发明公开了一种快速双机械臂基坐标系标定方法，包括以下步骤：规划机械臂的运动轨迹；依照机械臂运动轨迹采集多组包含标定板的图像；标定左右机械臂上的相机参数；使用TSAI方法分别完成左、右机械臂末端和相机的手眼关系标定；结合多组标定图像和各个坐标系之间转换关系，利用最小二乘法拟合得到左、右机械臂基坐标系之间的转换关系。本发明能够快速地完成双机械臂基坐标系标定，建立左、右机械臂之间位置转换关系，为双机械臂协同工作奠定基础。

技术领域

本发明属于图像信息技术领域，特别涉及一种快速双机械臂基坐标系标定方法。

背景技术

在多机械臂系统中，为了能让多个机械臂协同地完成一些仓储搬运、流水线装配任务，就需要提前对其基坐标系进行标定，解算出两个机械臂基座标系之间的转换关系，从而使得每只机械臂可以知道对方机械臂基坐标系的位置，进而根据对方机械臂的位姿来作出相应的决策，所以需要一种方法能够快速准确地解算出双机械臂系统基座标系的转换关系，现有的基座标系标定方法大都分为直接测量或间接测量，直接测量方式是人工测量方法，缺点是误差大，对于高精度双机械臂系统很不实用；间接测量的缺点是步骤繁琐，需要在线规划机械臂的运动轨迹，工作效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速双机械臂基坐标系标定方法，解决标定过程繁琐、标定误差大的问题，实现快速准确地标定双机械臂基座标系的转换关系。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种快速双机械臂基坐标系标定方法，包括以下步骤：

步骤1、规划m组左、右机械臂的运动轨迹；

步骤2、左、右机械臂按照每一组运动轨迹分别进行运动，运动结束后，记录机械臂末端坐标系到机械臂基坐标系的转换关系：左臂的转换关系为A_1i，右臂的转换关系为A_2i；在每一组运动的同时，左、右相机分别采集一次包含标定板的图像，获得左相机采集到的图像集A_i和右目相机采集到的图像集B_i；其中，i＝1,2,3...m；

步骤3、根据图像集A_i和B_i对相机进行标定，分别获得标定板坐标系到左、右相机坐标系的转换关系C_1i和C_2i；

步骤4、根据步骤2中的左、右机械臂末端坐标系到机械臂基坐标系的转换关系和步骤3中的标定板坐标系分别到左、右相机坐标系的转换关系，分别解算出左、右机械臂手眼转换关系X₁和X₂；

步骤5、根据步骤2中的左、右机械臂末端坐标系到机械臂基坐标系的转换关系、步骤3中的标定板坐标系分别到左、右相机坐标系的转换关系和步骤4中左、右机械臂手眼转换关系X₁和X₂，利用最小二乘法拟合获得左机械臂基坐标系到右机械臂基坐标系的转换关系T，即完成双机械臂基坐标系标定工作。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明提前离线规划好运动轨迹，在绝大多数情况下都能完成快速标定工作；2)本发明的标定方法是基于图像实现的，相对于直接测量法，能够大大提升标定精度，该方法完全适用于高精度双机械臂系统。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明快速双机械臂基坐标系标定方法流程图。

图2为双机械臂系统示意图。

具体实施方式

结合图1和图2，本发明快速双机械臂基坐标系标定方法，包括以下步骤：

步骤1、离线规划m组左、右机械臂的运动轨迹；