[发明专利]利用机器人末端视觉系统的工具坐标系快速标定方法

摘要

本发明公开了利用机器人末端视觉系统的工具坐标系快速标定方法,该标定方法使用装夹在主轴上的标定工具以及安装在机器人末端执行器上的双目视觉系统进行标定。标定工具由主轴芯棒和固定在主轴芯棒上的两个标准球组成。本发明的标定方法包括：通过双目视觉系统获得标准球球心位置；计算主轴轴线在相机坐标系下的方向；计算工具坐标系在相机坐标系下的位姿描述；计算工具坐标系在法兰盘坐标系下的位姿描述。该标定方法操作简便易与掌握，且具有较高的标定效率，能满足机器人加工系统在生产中的应用需求。

主权项

1.一种利用机器人末端视觉系统的工具坐标系快速标定方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、获取第一标准球和第二标准球的球心在双目视觉系统坐标系下的坐标PA,PB，具体步骤如下：(1)将标定工具装夹在机器人末端执行器主轴上，使得第一标准球和第二标准球存在于双目视觉系统的测量范围内；所述的标定工具包括一端装夹在机器人末端执行器主轴上的主轴芯棒，在所述的主轴芯棒的另一端固定有第二标准球,在所述的主轴芯棒上固定有第一标准球，所述的第一标准球和第二标准球与主轴芯棒同轴线安装，第一标准球和第二标准球的半径分别为r1,r2，r1A、P_B计算主轴轴向在双目视觉系统坐标系下的单位向量其中n1，n2，n3为主轴轴向在双目视觉坐标系的x，y，z轴上的分量；(2)以主轴轴向为Zt′轴，以第二标准球的球心为坐标系原点建立修正前的工具坐标系Ot′Xt′Yt′Zt′，得出修正前的工具坐标系的Xt′、Yt′、Zt′轴的轴向在双目视觉系统坐标系下的单位向量为：其中在此设备布置中μ₀≠0；工具坐标系Ot′Xt′Yt′Zt′在双目视觉系统坐标系下的位姿描述CTt′为：步骤三、对工具坐标系Ot′Xt′Yt′Zt′进行Zt′向修正，并计算修正后的工具坐标系OtXtYtZt在机器人末端的法兰盘坐标系下的位姿描述FTt：FTt＝FTCCTt其中FTC为双目视觉系统坐标系在法兰盘坐标系下的位姿；CTt为修正过的工具坐标系在双目视觉系统坐标系下的位姿，计算公式为：CTt＝CTt′ΔTh为第二标准球的球心相对于主轴装夹处端面的距离；H为实际工具坐标系原点相对于主轴装夹处端面的距离。