[发明专利]一种基于机器人的线激光标定方法和线激光标定装置

说明书

本申请所提供的一种基于机器人的线激光标定方法，包括：利用线激光传感器扫描标定板，并提取二维图像信息；其中，所述标定板表面包含不同半径的实心圆；所述线激光传感器设于所述机器人法兰盘末端；确定各个所述实心圆圆心在机器人坐标系中的第一坐标；根据所述二维图像信息确定各个所述实心圆圆心在线激光传感器坐标系中的第二坐标；利用所述第一坐标和所述第二坐标解得手眼标定矩阵。解决了激光传感器的外部参数标定问题，降低基于激光视觉传感器应用系统外部设备间的误差，以及传统线激光外部参数标定方法精度低的问题。本申请还提供一种基于机器人的线激光标定装置，具有上述有益效果。

技术领域

本申请涉及机器人领域，特别涉及一种基于机器人的线激光标定方法和线激光标定装置。

背景技术

近年来在工业发达国家机器人在铸造领域的应用正在增加，机器人正在逐步取代铸件生产过程中的工人劳作。而工业机器人独具的柔性优势可以更好的适应铸件形状复杂且规格品种多的特性，同时工业机器人能够更好的适应恶劣的铸造工况。而为了让机器人适应车间复杂的工况环境，更好的替代人工劳作，机器视觉不可或缺，所以各类相机的使用成为工业视觉应用的不二之选。

线结构光传感器是一种非接触式测量装置，主要由相机和线激光器组成。具有结构简单、非接触、测量速度快等优点，在工业领域中高精度测量中有大量的应用需求。而在使用线激光传感器前需要先对其进行标定，标定的精度将直接影响铸件打磨的准确性和安全可靠性，目前大多利用线激光进行高精度测量。

对于线激光传感器的机器人手眼变换矩阵标定目前常用的方法有接触式标定和非接触式标定，两种方式最后得到的结果都是线激光传感器相对机器人末端的旋转与偏移量。以下对现有的标定方法进行介绍：

1、采用非接触式标定的方法需要机器人携带传感器变换多个不同的位姿扫描放置在同一个位置的标定板，因为要变换机器人位姿10次以上，而每次变换位姿幅度不能太大，容易影响标定精度，机器人位姿控制难以控制，标定过程复杂。

2、采用接触式针尖标定的方式，因为金属材质的标定针局部地方反光比较严重会对激光器扫描图像质量有一定影响，在传感器扫描图像中针尖位置有误差。

3、采用固定结构的标定板在图像处理过程中较复杂。

因此需要一种新型的标定方法。

申请内容

本申请的目的是提供一种基于机器人的线激光标定方法和线激光标定方装置，解决了传统线激光外部参数标定方法精度低的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供一种基于机器人的线激光标定方法，具体技术方案如下：

利用线激光传感器扫描标定板，并提取二维图像信息；其中，所述标定板表面包含不同半径的实心圆；所述线激光传感器设于所述机器人法兰盘末端；

确定各个所述实心圆圆心在机器人坐标系中的第一坐标；

根据所述二维图像信息确定各个所述实心圆圆心在线激光传感器坐标系中的第二坐标；

利用所述第一坐标和所述第二坐标解得手眼标定矩阵。

其中，线激光传感器扫描标定板之前，还包括：

确定线激光传感器坐标系，标定所述机器人的TCP。

其中，标定所述机器人的TCP包括：

采用XYZ-4点法和ABC-2点法标定机器人TCP，并将其转换成矩阵TtoBMat3D。

其中，标定线激光传感器位姿和所述机器人的TCP之后，还包括：

确定初始扫描点的坐标，以使所述线激光传感器从所述初始扫描点开始扫描。

其中，线激光传感器扫描标定板包括：