[发明专利]一种机器人末端定位偏差校正方法及系统

权利要求书

1.一种机器人末端定位偏差校正方法，其特征在于，包括如下步骤：

101：设定相机标定系统；

102：机械手末端与相机中心的相对位置的标定；

103：机械手末端带动相机移动遍历不同Z值条件下，相机拍摄标定板中的所有标记点的图像、分析图像、得到一系列的偏移量数据；

104：构建空间偏差分布表；

105：通过偏差分布表的方式得到机器人末端的偏差；

所述步骤101的方法如下：

A1：设定机械手坐标系，待标记平面上所有的标记点的Z坐标等于0，机械手带动相机拍摄某一标记点的图像，采集并分析得到该标记点的图像坐标M1；

A2：待标记平面在X方向移动距离L(L单位为毫米)，再次拍摄所述标记点的图像，分析再次得到所述标记点的图像坐标M2；

A3：根据所述标记点两次的图像坐标M1、M2、和移动距离L，计算相机的标记标定系数Scale；

其中，M1的坐标为(x_p,y_p)，M2的坐标为(x_pnew,y_pnew)，M1和M2坐标的单位均为像素，所述标记点在两次图像坐标之间的距离为D的单位为像素，标定系数为Scale＝L/D，Scale的单位为mm/pixel。

2.根据权利要求1所述的偏差校正方法，其特征在于，所述步骤102的具体方法为：进行机械手末端的顶点与图像采集模块的相机的中心的标定，计算相对位置△x’、△y’。

3.根据权利要求2所述的偏差校正方法，其特征在于，所述步骤102的方法如下：

B1：机械手末端的顶点处于回零的状态，调节待标定平面使其位于机械手坐标系Z＝0的平面上，且待标记平面的待标记点的Z坐标等于0，标定板的另外两个方向的平面分别与机械手XYZ坐标系的X方向和Y方向所在的坐标轴方向平行；

标记R点可以是待标记平面的中心标记点，也可以不是待标记平面的中心标记点；

B2：使待标记点与机械手末端的顶点重合，此时机械手末端的顶点的位置坐标为(x＝0，y＝0，z＝0)；

B3：移动机械手带动相机拍摄待标记点，使待标记点出现所拍摄图像的中心位置，记录此时机械手的位置坐标为(x_o,y_o,z_o)，其中z_o＝0；

B4：计算机械手末端的顶点与相机中心的相对位置△x’、△y’为：

△x’＝x_o-x＝x_o

△y’＝y_o-y＝y_o

△x’、△y’的单位为：毫米(mm)。

4.根据权利要求3所述的偏差校正方法，其特征在于，所述待标记点为待标记平面的中心标记点。

5.根据权利要求1至4任一所述的偏差校正方法，其特征在于，所述步骤103包括如下过程：

1031：设定机械手末端在回零状态下，机械手末端与标定板中心标记点的中心重合，机械手根据步骤102中得到相对位置，移动相机使相机的中心点位于该中心标记点的中心；

1032：机械手末端在Z＝0平面遍历标定板的所有标记点，相机分别拍摄这些标记点的图像，分析所有标记点的图像与中心标记点的图像的偏差并记录每个标记点在X和Y方向的偏移值，记录Z＝0平面的偏差分布；

1033：机械手末端在Z＝n平面遍历标定板中所有标记点，相机分别拍摄这些标记点的图像，分析所有标记点的图像与中心标记点的图像的偏差并记录每个标记点在X和Y方向的偏移值，记录Z＝n平面的偏差分布。

6.根据权利要求5所述的偏差校正方法，其特征在于，所述步骤1031的具体方法为：使机械手末端的顶点处于回零的状态，调节标记板，使待标定平面位于机械手坐标系Z＝0的平面，标定的另外两个方向的平面分别与机械手XYZ坐标系的X方向和Y方向所在的坐标轴方向平行，并使标定板的中心标记点与机械手末端的顶点重合；机械手根据步骤102中得到的相对位置带动相机移动，相机拍摄中心标记点的图像，此时的中心标记点正好位于图像的中心。