[发明专利]机械臂的位姿误差的检测方法及系统

权利要求书

1.一种机械臂的位姿误差的检测方法，利用一测试平台进行检测，所述测试平台具有固定端和移动端，所述移动端能够相对所述固定端移动，其特征在于，包括：

将标定板设置于所述机械臂的执行器末端上，将摄像头设置于所述测试平台的移动端，对所述执行器末端与所述摄像头进行手眼标定，得到所述执行器末端与所述摄像头之间的位姿转换关系；

所述机械臂将所述标定板移动至一测试位姿指示的位姿处，所述测试平台根据所述位姿转换关系转换所述测试位姿信息以将所述摄像头移动至转换后的所述测试位姿信息指示的位姿处；

所述摄像头拍摄所述标定板的原始图像，并提取出所述原始图像中对应所述标定板的图像特征；以及，

将所述图像特征映射至一理想标定板图像中进行特征比对，得到所述机械臂的位姿误差。

2.如权利要求1所述的机械臂的位姿误差的检测方法，其特征在于，所述标定板上设置有对位标识。

3.如权利要求2所述的机械臂的位姿误差的检测方法，其特征在于，所述特征比对的步骤包括：

将所述图像特征映射至所述理想标定板图像中；

对所述图像特征进行旋转、平移或缩放中的一种或多种操作直至所述图像特征与所述理想标定板图像重合；以及，

根据所述图像特征的旋转角度、平移距离及缩放倍数得到所述机械臂的位姿误差，其中，所述位姿误差包括旋转角度、平移距离及缩放倍数中的一个或多个。

4.如权利要求3所述的机械臂的位姿误差的检测方法，其特征在于，对所述图像特征进行旋转，包括将所述图像特征绕其中心进行空间旋转及平面旋转，所述图像特征的旋转角度包括平面角度及空间角度。

5.如权利要求3或4所述的机械臂的位姿误差的检测方法，其特征在于，以所述标定板的中心为原点建立RST坐标系，其中，R轴和S轴在所述标定板所在的平面内且分别沿所述标定板的横向和纵向，T轴垂直于所述标定板所在的平面，所述机械臂的位姿误差包括沿R轴、S轴及T轴平移的位置误差和/或绕R轴、S轴及T轴旋转的姿态误差。

6.如权利要求5所述的机械臂的位姿误差的检测方法，其特征在于，对所述图像特征进行旋转、平移或缩放中的一种或多种操作且同时得到所述机械臂的位姿误差的步骤包括：

获取所述图像特征的中心，将所述图像特征平移至中心与所述理想标定板图像的中心重合，所述图像特征沿R轴和/或S轴平移的距离为所述机械臂沿R轴和/或S轴平移的位置误差；

将所述图像特征绕其中心进行空间旋转直至变为矩形，所述图像特征沿R轴和/或S轴旋转的空间角度为所述机械臂绕R轴及绕S轴旋转的姿态误差；以及，

将所述图像特征绕其中心进行平面旋转直至所述图像特征的网格线与所述理想标定板图像的网格线对应平行，所述图像特征绕T轴旋转的平面角度为所述机械臂绕T轴旋转的姿态误差。

7.如权利要求6所述的机械臂的位姿误差的检测方法，其特征在于，得到绕T轴旋转的平面角度为所述机械臂绕T轴旋转的姿态误差之后，对所述图像特征进行旋转、平移或缩放中的一种或多种操作且同时得到所述机械臂的位姿误差的步骤还包括：

将所述图像特征等比缩放至与所述理想标定板图像重合，根据缩放倍数得到所述机械臂沿T轴平移的位置误差。

8.如权利要求6所述的机械臂的位姿误差的检测方法，其特征在于，所述摄像头为双目摄像头，通过所述双目摄像头获取所述双目摄像头与所述标定板之间的距离，从而得到所述机械臂沿T轴平移的位置误差。

9.如权利要求1所述的机械臂的位姿误差的检测方法，其特征在于，所述执行器末端还设置有测试工具，所述测试工具具有一位于所述摄像头与所述标定板之间的测试尖端，且所述测试尖端对准所述标定板的中心。

10.如权利要求1所述的机械臂的位姿误差的检测方法，其特征在于，所述理想标定板图像为与所述位姿转换关系对应的理想棋盘格。

11.一种机械臂的位姿误差的检测系统，其特征在于，包括：

机械臂，其执行器末端设置有标定板；

测试平台，具有固定端和移动端，所述移动端能够相对所述固定端移动，所述移动端上设置有摄像头，所述测试平台内存储有所述执行器末端与所述摄像头之间的位姿转换关系；以及，

上位机，与所述机械臂及所述测试平台信号连接，包括信号发送模块及位姿误差计算模块，所述信号发送模块用于向所述机械臂及所述测试平台发送测试位姿信息以使所述机械臂及所述摄像头移动至相应位姿处，所述位姿误差计算模块用于获取所述摄像头拍摄的原始图像，且将所述原始图像中对应所述标定板的图像特征提取出来并映射至一理想标定板图像中进行特征比对，以得到所述机械臂的位姿误差。