[发明专利]线结构光焊缝跟踪传感器的标定方法及装置

权利要求书

1.一种线结构光焊缝跟踪传感器的标定方法，其特征在于，包括：

步骤1、获得机器人在不同位置对同一测量点测得的多组图像测量值；

步骤2、分别根据多组图像测量值和传感器参数计算测量点位置；

步骤3、确定测量点位置的多组计算值相对于真实值之间的测量误差；

步骤4、对测量误差进行评价，得到测量误差评估值；

步骤5、若测量误差评估值不大于限定值，则结束标定；若测量误差评估值大于限定值且迭代次数不小于阈值，则标定失败；若测量误差评估值大于限定值且迭代次数小于阈值，则利用测量误差对传感器参数进行修正，以修正后的传感器参数从步骤2开始重新执行；

所述获得机器人在不同位置对同一测量点测得的多个图像测量值，包括：

获得机器人在n个不同位置S_i(i＝0...n)对同一测量点P测得的n组图像测量值(u_z,i,v_z,i)_i＝0...n-1；

所述分别根据多组图像测量值和传感器参数计算测量点位置，包括：

以传感器参数X^k，依据如下公式对测量点P进行n组测量点位置计算：

其中，k为迭代次数；

u₀,v₀为图像中心；f_x,f_y为镜头焦距；α,β为激光平面参数；d_c为激光平面的法向矢量距离传感器原点的距离；θ,γ,为传感器坐标系对机器人坐标系的三个姿态角；T＝[T_x T_yT_z]^T为传感器坐标系原点在机器人坐标系中的位置矢量；

S＝[S_x S_y S_z]^T为机器人相对原点的位置矢量；

在机器人坐标系中测量点位置P_w＝[x_w y_w z_w]^T；

激光平面的法向矢量V_d＝[(u_z-u₀)f_x (v_z-v₀)f_y f_xf_y]^T；

在相机坐标系中测量点位置P_c＝[x_c y_c z_c]^T；P_c·V_c＝d_c；

在相机坐标系下，

其中，u_z,v_z为图像测量值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按如下公式确定测量点位置的多组计算值相对于真实值之间的测量误差：

其中，F(X^k)为测量误差矢量。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，按如下公式对测量误差进行评价，得到测量误差评估值E^k：

E^k＝(F(X^k))^TF(X^k)/n。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述利用测量误差对传感器参数进行修正，包括：

按如下公式计算F(X^k)的雅克比矩阵J(X^k)：

其中，m为待标定的传感器参数个数；

按如下公式对传感器参数进行修正，获得修正后的传感器参数X^k+1：

X^k+1＝X^k-J^-1(X^k)F(X^k)。