[发明专利]机器人工具坐标系的标定方法、装置、设备以及存储介质

权利要求书

1.一种机器人工具坐标系的标定方法，其特征在于，包括：

根据机器人基坐标系、末端连接杆坐标系、以及工具坐标系之间的关系，确定在末端执行器从第一位置移动至第二位置时所述工具坐标系的原点位置变化映射在所述机器人基坐标系下的第一距离的第一距离关系式；

控制相机分别拍摄在末端执行器从所述第一位置移动至所述第二位置时气动抓手的标定图像，根据所述标定图像和相机外参，确定在末端执行器从所述第一位置移动至所述第二位置时气动抓手的中心点的位置变化映射在相机坐标系下的第二距离的第二距离关系式；所述气动抓手安装于所述末端执行器上；

根据设定基点，以及所述第一距离关系式和所述第二距离关系式的相等关系，确定所述末端执行器的工具中心点的至少两组位姿数据；

根据所述至少两组位姿数据，对所述工具坐标系的原点进行标定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据机器人基坐标系、末端连接杆坐标系、以及工具坐标系之间的关系，确定在末端执行器从第一位置移动至第二位置时所述工具坐标系的原点位置变化映射在所述机器人基坐标系下的第一距离的第一距离关系式，包括：

根据工具坐标系相对于机器人基坐标系的第一齐次转换矩阵，所述工具坐标系相对于末端连接杆坐标系的第二齐次转换矩阵，以及所述末端连接杆坐标系相对于所述机器人基坐标系的第三齐次转换矩阵三者之间的关系，确定所述工具坐标系的原点在所述机器人基坐标系下的原点特征表示；

确定所述末端执行器位于第一位置时所述原点特征表示的第一特征表示，以及所述末端执行器位于第二位置处所述原点特征表示的第二特征表示；

根据所述第一特征表示和所述第二特征表示，确定在末端执行器从所述第一位置移动至所述第二位置时所述工具坐标系的原点位置变化映射在所述机器人基坐标系下的距离的第一距离关系式。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述标定图像和相机外参，确定在末端执行器从所述第一位置移动至所述第二位置时气动抓手的中心点的位置变化映射在相机坐标系下的第二距离的第二距离关系式，包括：

根据拍摄的气动抓手的标定图像，得到气动抓手的中心点的图像坐标；

根据所述图像坐标，以及标定板坐标系和图像坐标系之间的透视变换，确定所述气动抓手的中心点在标定坐标系下的标定坐标；其中，标定板坐标系是预先设定的世界坐标系；

根据所述标定坐标和相机外参，确定所述气动抓手的中心点在相机坐标系下的相机坐标；

根据所述相机坐标，确定在末端执行器从所述第一位置移动至所述第二位置时气动抓手的位置变化映射在相机坐标系下的第二距离关系式。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据设定基点，以及所述第一距离关系式和所述第二距离关系式的相等关系，确定末端执行器的工具中心点的至少两组位姿数据，包括：

分别控制所述末端执行器平移至三个不同的位置，得到三个气动抓手的中心点的位置点，分别为第一基点、第二基点和第三基点；

将所述第一基点、所述第二基点和所述第三基点进行两两组合，得到三组线段数据；

分别采用所述三组线段数据更新所述第一距离关系式和所述第二距离关系式；

基于所述第一距离关系式和所述第二距离关系式的相等关系，根据更新后的三组所述第一距离关系式和三组所述第二距离关系式，确定末端执行器的工具中心点的至少两组位姿数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少两组位姿数据，对所述工具坐标系的原点进行标定，包括：

控制机器人的末端执行器改变位姿，得到气动抓手的中心点的第四基点；

将所述第四基点分别与所述第一基点、所述第二基点和所述第三基点进行两两组合，得到三组验证线段数据；

分别采用所述三组验证线段数据更新所述第一距离关系式和所述第二距离关系式；

根据跟新后的三组所述第一距离关系式和三组所述第二距离关系式构建残差表达式；

根据所述至少两组位姿数据和所述残差表达式，从至少两组位姿数据中选择目标位姿数据；

采用所述目标位姿数据，对所述工具坐标系的原点进行标定。