[发明专利]机械臂手眼标定方法、装置及系统

权利要求书

1.一种机械臂手眼标定方法，其特征在于，在相机可视范围内部署预设数量个局部标定物，所有局部标定物的相对位置围成预设标准图形，所有局部标定物与机械臂的相对位置固定，所述方法包括：

通过相机画面定位所述预设数量个局部标定物；

提取所述相机画面中由所有局部标定物的相对位置围成的局部图形，并将所述局部图形拉伸为所述预设标准图形后作为局部坐标系；

采集移动机械臂末端到不同位置时的多个坐标对，所述坐标对包括所述机械臂末端在同一位置时记录的局部坐标系中坐标及机械臂坐标系中坐标；

根据所述多个坐标对，计算所述局部坐标系到所述机械臂坐标系的旋转平移矩阵，并对所述旋转平移矩阵进行验证，实现机械臂的手眼标定；

所述将所述局部图形拉伸为所述预设标准图形后作为局部坐标系，包括：

计算将所述局部图形拉伸为所述预设标准图形的透射变换矩阵；

将经过所述透射变换矩阵变换后的局部图形作为局部坐标系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集移动机械臂末端到不同位置时的多个坐标对，包括：

通过相机画面定位所述机械臂末端位置；

通过透射变换矩阵将所述机械臂末端位置映射到局部坐标系中；

记录所述机械臂末端在局部坐标系中坐标和机械臂坐标系中坐标。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设标准图形为标准矩形。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述局部标定物为二维码。

5.一种机械臂手眼标定装置，其特征在于，在相机可视范围内部署预设数量个局部标定物，所有局部标定物的相对位置围成预设标准图形，所有局部标定物与机械臂的相对位置固定，所述装置包括：

定位模块，用于通过相机画面定位所述预设数量个局部标定物；

提取模块，用于提取所述相机画面中由所有局部标定物的相对位置围成的局部图形，并将所述局部图形拉伸为所述预设标准图形后作为局部坐标系；

标定模块，用于采集移动机械臂末端到不同位置时的多个坐标对，所述坐标对包括所述机械臂末端在同一位置时记录的局部坐标系中坐标及机械臂坐标系中坐标；根据所述多个坐标对，计算所述局部坐标系到所述机械臂坐标系的旋转平移矩阵，并对所述旋转平移矩阵进行验证，实现机械臂的手眼标定；

所述提取模块，具体用于：

计算将所述局部图形拉伸为所述预设标准图形的透射变换矩阵；

将经过所述透射变换矩阵变换后的局部图形作为局部坐标系。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述标定模块，具体用于：

通过相机画面定位所述机械臂末端位置；

通过透射变换矩阵将所述机械臂末端位置映射到局部坐标系中；

记录所述机械臂末端在局部坐标系中坐标和机械臂坐标系中坐标。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述预设标准图形为标准矩形。

8.一种机械臂手眼标定系统，其特征在于，包括：

权利要求5至7任一项所述的机械臂手眼标定装置；

机械臂；

机械臂末端，与机械臂连接；

预设数量个局部标定物，部署在相机可视范围内，与机械臂的相对位置固定；

相机，位置不固定，用于定位所述预设数量个局部标定物。