[发明专利]一种基于SCARA机械手第二臂的移动相机标定方法

摘要

一种基于SCARA机械手第二臂的移动相机标定方法，一：标记放在台面上，记录机器人当前位置拍照，搜索图像标记在图像坐标系位置；二：控制第二臂平移，记录移动后机器人当前位置拍照，搜索图像中标记在图像坐标系中位置；三：机械手回到起始位置，在当前位置R轴分别旋转θ和‑θ角拍照；四：计算图像与机器人坐标系的旋转和缩放关系，图像与机器人坐标系平移关系；五：构建局部坐标系，获取局部到机器人坐标系映射关系；六：转换机器人在任一位置所对应的图像坐标系上的像素到机器人坐标系上，计算第二臂旋转角度，获得局部坐标系到局部坐标系旋转关系，局部坐标系与局部坐标系平移关系，综合旋转平移关系，局部坐标系与局部坐标系坐标系映射关系。

主权项

1.一种基于SCARA机械手第二臂的移动相机标定方法，其特征在于移动数码相机安装在机器人第二机械臂上，数码相机和机器人的控制系统经数据线连接，标定方法分为六个步骤，步骤一：将制作好的靶标放在作业区域台面上且保证标记在相机视野内，通过通讯，软件问询此时机器人当前位置(X_M0,Y_M0,Z_M0,R_M0)，机器人控制程序向视觉软件发送当前位置并发送拍照指令，视觉软件接受到拍照指令，视觉软件控制相机采集图像，并对图像中的靶标进行图像识别，确定图像中的靶标在图像坐标系中的位置(X_I0,Y_I0)；步骤二：确保靶标在工作平面上的位置不变，视觉软件根据问询的机器人起始位置自动计算机器人机械手第二臂平移动作的机器人坐标位置，通过指令将该坐标位置发送给机器人控制器，机器人控制程序便可控制机器人机械手的第二臂进行平移动作，且保证靶标在相机视野内，记录移动后机器人当前位置(X_M1,Y_M1,Z_M0,R_M1)，触发相机拍照，搜索图像中标记在图像坐标系中的位置为(X_I1,Y_I1)；步骤三：控制机械手回到起始位置(X_M0,Y_M0,Z_M0,R_M0)，利用安装在旋转R轴上的治具将标记吸附起来，在当前位置R轴分别旋转θ和-θ角并触发相机拍照，机器人在位置(X_M0,Y_M0,Z_M0,R_M0+θ)上，搜索靶标在图像坐标系中的位置为(X_I2,Y_I2)，机器人在位置(X_M0,Y_M0,Z_M0,R_M0-θ)上，搜索靶标在图像坐标系中的位置为(X_I3,Y_I3)；步骤四：根据步骤一、二计算图像坐标系与机器人坐标系的旋转和缩放关系，根据步骤三计算图像坐标系与机器人坐标系的平移关系；步骤五：构建一个以机器人起始位置(X_M0,Y_M0,Z_M0,R_M0)为原点、XY坐标轴均与机器人坐标系平行的局部坐标系L1，获取局部坐标系L1到机器人坐标系的映射关系为M_L1→G；步骤六：将机器人在任一位置(X_M,Y_M,Z_M,R_M)所对应的图像坐标系上的像素映射到机器人坐标系上，通过机器人当前位置(X_M,Y_M,Z_M,R_M)以及起始位置(X_M0,Y_M0,Z_M0,R_M0)计算第二臂的旋转角度，即可获得局部坐标系L1到局部坐标系L2的旋转关系，根据当前位置(X_M,Y_M,Z_M,R_M)与起始位置(X_M0,Y_M0,Z_M0,R_M0)的差值，可以获取局部坐标系L1与局部坐标系L2的平移关系，综合旋转平移关系，获取局部坐标系L2与局部坐标系L1坐标系的映射关系M_L2→L1。/n