[发明专利]基于双目视觉的激光位移传感器光束方向标定方法

权利要求书

1.基于双目视觉的激光位移传感器光束方向标定方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、安装标定设备：

在工业机器人的机器人末端执行器上通过夹具装夹激光位移传感器测量系统(3)，所述的激光位移传感器测量系统由沿机器人末端执行器(5)圆周方向均匀间隔装夹的多个激光位移传感器组成，在工业机器人(1)的工作范围内放置一个固定板，在所述的固定板上固定有双目视觉系统(2)和斜面(7)，其中斜面在双目视觉系统(2)的两个工业相机的公共视野范围内，激光位移传感器测量系统(3)随着机器人末端执行器的移动将光束(4)照射在斜面上并形成光斑(6)，在斜面上的光斑能被双目视觉系统的两个工业相机同时采集到；

步骤二、对激光位移传感器光束方向参数进行标定，过程如下：

第一步，利用标准标定板(10)及张正友标定法对双目视觉系统(2)进行自标定，标定出两个工业相机之间的位姿关系以及相机的镜头畸变系数；

第二步，使机器人末端执行器(5)夹持标准标定板(10)，使机器人末端坐标系与标定板坐标系之间的位姿关系^TH_O(9)固定不变，从双目视觉系统(2)中获得标定板坐标系(11)与双目视觉系统坐标系(14)的位姿关系^CH_O(13)，并利用手眼分离标定方法求得机器人基座的基座坐标系(17)与双目视觉坐标系(14)之间的位姿关系^CH_B(16)；

第三步，从机器人控制系统获取机器人基座(8)的基座坐标系与机器人末端坐标系(12)的位姿关系^BH_T(15)，经过^CH_T＝^CH_B^BH_T坐标变换求得双目视觉系统坐标系与机器人末端坐标系的实时位姿关系^CH_T；

第四步，控制机器人末端执行器带动激光位移传感器测量系统移动，使光束打在斜面上，并形成清晰的光斑，且光斑在两个工业相机测量视野范围内，光斑个数为激光位移传感器数量；

第五步，双目视觉系统的两个工业相机获取斜面上的每一个光斑的图像，采用视差法测空间点坐标原理获取算法计算每一个光斑的中心点在双目视觉坐标系(14)下的三维坐标P_c＝(x_c，y_c，z_c)；

第六步，经过P_T＝^CH_T*P_c坐标转换求得光斑的中心点在机器人末端坐标系(12)下的三维坐标P_T＝(x_T，y_T，z_T)；

第七步，机器人末端执行器(5)沿着机器人末端轴线方向移动，使光斑位置发生变化；

第八步，设定一条激光光束取光斑点数量阈值q，若每一条激光光束获取了q个在机器人末端坐标系(12)下的光斑的中心点坐标P_T1、P_T2、…、P_Tq，则进行第九步，否则重复执行第五步到第八步；

第九步，利用每条光束上已获得的q个光斑的中心点坐标P_T1、P_T2、…、P_Tq，结合最小二乘法拟合光束在机器人末端坐标系上的空间直线方程，求取光束方向向量n＝(i，j，k)；若同时标定m个激光位移传感器，则共获取m*q个光斑的中心点坐标，并求取m个光束方向向量。