[发明专利]单目线激光传感器与二轴机床系统的位置关系标定方法

权利要求书

1.单目线激光传感器与二轴机床系统的位置关系标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取激光传感器与二轴机床系统的坐标；

对所述激光传感器与二轴机床系统的坐标进行交换；

对所述激光传感器与二轴机床系统的交换后的坐标进行位置关系标定，得到标定结果。

2.根据权利要求1所述的单目线激光传感器与二轴机床系统的位置关系标定方法，其特征在于，对所述激光传感器与二轴机床系统的坐标进行交换的方法包括：

矩阵A为相机坐标系与末端坐标系的转换矩阵，矩阵B为末端坐标系与机床坐标系的转换矩阵；则P_w点在各个坐标系下可以表示为P_e＝AP_c，P_w＝BP_e；A与B矩阵都是旋转平移矩阵，得到公式为：

式中，表示相机到末端坐标系的旋转矩阵；表示相机到末端坐标系的平移矩阵。

3.根据权利要求1所述的单目线激光传感器与二轴机床系统的位置关系标定方法，其特征在于，所述位置关系标定方法包括：旋转矩阵的标定和平移矩阵的标定。

4.根据权利要求3所述的单目线激光传感器与二轴机床系统的位置关系标定方法，其特征在于，所述旋转矩阵的标定方法包括：

计算位移机构的平移方向向量；

计算相机的移动方向向量；

基于所述位移机构的平移方向向量和所述相机的移动方向向量，计算旋转矩阵。

5.根据权利要求4所述的单目线激光传感器与二轴机床系统的位置关系标定方法，其特征在于，所述计算相机的移动方向向量的方法包括：在相机移动前后的两个相机坐标系下记为P₁和P₂，

其中，P₂′表示P₂点在O_c坐标系下对应点，P点表示空间中固定不变的坐标，向量表示相机移动的单位方向向量。

6.根据权利要求5所述的单目线激光传感器与二轴机床系统的位置关系标定方法，其特征在于，基于相机移动的单位方向向量，设位移机位移一次后移动的单位方向向量为得到固定点在末端坐标系下点移动记为移动后在相机坐标系下记为其中k为移动系数；得到公式如下：

式中，P_w点为机床坐标系下的一点；P_c为机床坐标系下一点在相机坐标系下的表示；P_e为机床坐标系下一点在末端坐标系下的表示；和矩阵为未知矩阵，需要进行求解；为假设位移机位移一次后移动的单位方向向量；为相机坐标系下移动的单位方向向量；k为移动系数；

基于上述公式可以得到：

式中，P_c为机床坐标系下一点在相机坐标系下的表示，表示相机到末端坐标系的旋转矩阵；表示相机到末端坐标系的平移矩阵；为假设位移机位移一次后移动的单位方向向量；为相机坐标系下移动的单位方向向量；k为移动系数。

7.根据权利要求6所述的单目线激光传感器与二轴机床系统的位置关系标定方法，其特征在于，计算旋转矩阵的方法包括：

其中，表示相机方向三组线性无关的列向量，表示位移机构三组线性无关的列向量，表示旋转矩阵。

8.根据权利要求3所述的单目线激光传感器与二轴机床系统的位置关系标定方法，其特征在于，所述平移矩阵的标定方法包括：

其中，表示相机到末端坐标系的平移矩阵，表示相机到末端坐标系的旋转矩阵，表示末端坐标系到基坐标系的旋转矩阵。