[发明专利]一种固态面阵激光安装的标定方法

说明书

本发明公开了一种固态面阵激光安装的标定方法，包括步骤：(1)在机械臂上固定安装固态面阵激光，在相对机械臂基座的已知坐标位置上放置靶标；(2)获取靶标上的特征点在固态面阵激光坐标系下的坐标；(3)根据固态面阵激光在机械臂上的安装参数得到固态面阵激光坐标系与机械臂末端坐标系之间的变换关系，得到靶标上的特征点在机械臂末端坐标系下的实际坐标；(4)得到靶标上的特征点在机械臂末端坐标系下的理论坐标；(5)将靶标上的特征点在机械臂末端坐标系下的实际坐标与理论坐标进行对比。本发明只需要一块标定板，时间快，不需要现场搭建固定场景，可以获取机器人手臂和激光相机的安装偏差并克服，达到机械臂和激光相机坐标系的对齐。

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种固态面阵激光安装的标定方法。

背景技术

空中带电作业机器人是能在高空配网线路进行带电作业的机器人，通过远程操控策略，以代替人工完成带电作业。与传统人工带电作业方式相比，杜绝了人身安全风险，作业效率提升一倍，而且全过程实现人与电的物理隔绝，有效提升了带电作业质量和效率。带电作业机器人在空中作业过程中，需要对周围特定的电线、瓷瓶、电杆等物体实现有效感知，快速准确获取周围环境的点云模型，能够为后续一系列操作提供支撑。现有技术中，采用激光雷达进行带电作业机器人周围环境的点云建模。

激光雷达是通过发射激光和接收激光来进行测距的系统，其工作原理是：光源驱动模块驱动光发射器发出光信号，该光信号在传播过程中遇到障碍物即被反射和散射，光接收器接收到反射或散射的光信号后，信号处理模块对发射光和接收光进行比较，作适当处理后，获得雷达到障碍物的相对距离。

现有的模式是将激光相机固定到机械臂末端，建立激光相机坐标系和机械臂末端坐标系的相互位置关系，如果需要也可以根据机械臂末端与机器人(机械臂)坐标系建立转换关系。但是由于安装误差和传感器本身的偏差，每台机器上安装的固态面阵激光与机器人坐标之间的关系，都和机械结构参数存在一定的偏差。所以要对每一台机器进行手眼标定。

发明内容

发明目的：本发明针对上述不足，提出了一种固态面阵激光安装的标定方法，可以快速获取固态面阵激光相机在机械臂坐标系下的安装位置参数，获取机器人手臂和激光相机的安装偏差并克服，达到机械臂和激光相机坐标系的对齐。

技术方案：

一种固态面阵激光安装的标定方法，包括步骤：

(1)在机械臂上固定安装固态面阵激光，在相对机械臂基座的已知坐标位置上放置靶标，在靶标上设有若干特征点；

(2)通过机械臂控制固态面阵激光运动，并通过固态面阵激光获取靶标上的特征点在固态面阵激光坐标系下的坐标；

(3)根据固态面阵激光在机械臂上的安装参数得到固态面阵激光坐标系与机械臂末端坐标系之间的变换关系，进而将靶标上的特征点在固态面阵激光坐标系下的坐标变换到机械臂末端坐标系下，得到靶标上的特征点在机械臂末端坐标系下的实际坐标；

(4)根据靶标相对机械臂基座的已知坐标位置，得到靶标在机械臂末端坐标系下的理论坐标；

(5)将靶标在机械臂末端坐标系下的实际坐标与靶标在机械臂末端坐标系下的理论坐标进行对比标定。

所述靶标采用黑白棋盘网格靶标，其上设有至少四个棋盘网格点作为特征点。

更具体地：

(1)在相对机械臂基座的已知坐标的不同位置处放置靶标；

(2)分别通过机器人机械臂运动控制安装其上的固态面阵激光根据不同位置靶标，按照设定的角度和位置运动至指定位置，通过标定固态面阵激光内参的模式获取不同位置处的靶标上的特征点在其相对应姿态下固态面阵激光坐标系下的坐标；