[发明专利]一种用于机器人标定的系统及标定方法

说明书

本发明提供了一种用于机器人标定的系统及标定方法，系统包括视觉测量系统，机器人设置在视觉测量系统的视野范围内，还包括可移动的光笔或探测标靶，以及固定在机器人上的坐标转换部，该坐标转换部上至少包括三个不在同一直线上的标记点；标定方法包括：先获取坐标转换部坐标系与机器人机座坐标系的转换关系，并进行绑定；当视觉测量系统的相机被更换或者被移动后，再采集坐标转换部在相机坐标系下的坐标，并基于所述转换关系对机器人机座坐标系进行标定。采用本发明能够标定视觉测量系统的相机坐标系和机器人机座坐标系，一台机器人只需进行一次坐标系标记，能够将一套视觉测量系统应用于多台机器人，标记后可在多台机器人之间实现快速切换。

技术领域

本发明属于视觉测量技术领域，具体涉及一种用于机器人标定的系统，以及基于所述用于机器人标定的系统的标定方法。

背景技术

利用机器人进行自动化重复作业时，需要借助于视觉系统对机器人进行精确的路径规划，其比较关键的工作是对机器人进行标定。目前，对视觉系统的相机坐标系和机座坐标系主要采用每次进行手眼标定的方法，手眼标定方法通常又分为三类：标准手眼标定、基于旋转运动的手眼标定以及在线手眼标定。然而，采用手眼标定方法存在的问题包括：机器人和相机的相对位置一旦发生变化后，每次都需要重新进行手眼标定，需要大量的重复性标定工作；更关键的是只能将一套视觉系统限制在一台机器人上使用。

现有技术中，文献CN103991006A公开了一种标定方法，根据标定板，建立标定板坐标系和刀具坐标系；根据九孔阵列的中间孔与主轴孔的几何位置关系，建立标定板坐标系和刀具坐标系在标定板锁紧面的二维变换关系；在标定板拍摄面上建立相机坐标系，根据相机拍摄的九孔阵列图像，进行相机内参数标定和相机外参数计算，建立相机坐标系和标定板坐标系在标定板锁紧面的二维变换关系，由此可以得到相机坐标系和刀具坐标系在标定板锁紧面上二维手眼关系，再结合测量得到的相机坐标系原点在制孔深度方向上与刀具坐标系原点的距离信息，可得到相机坐标系与刀具坐标系之间的三维手眼关系。

然而，无论是常规的手眼标定方法还是前述文献CN103991006A公开的标定方法，都存在操作难度大的问题，必须配置专业技术人员(如机器人调试工程师)方可实施。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于机器人标定的系统，以及基于所述用于机器人标定的系统的标定方法，至少用于解决现有手眼标定方法存在的“机器人和相机的相对位置一旦发生变化后，每次都需要重新进行手眼标定，需要大量的重复性标定工作，只能将一套视觉系统限制在一台机器人上使用”技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种用于机器人标定的系统，包括视觉测量系统，机器人设置在视觉测量系统的视野范围内，其特征在于：还包括可移动的光笔或探测标靶，以及固定在机器人上的坐标转换部，该坐标转换部上至少包括三个不在同一直线上的标记点，标记点可以是主动发光也可以是被动反光。

作为本发明的优选方案，所述标记点直接固定在机器人的机座上，或者，将带有所述标记点的部件固定在机器人的机座上。

作为本发明的优选方案，光笔采用带主动发光标记点的光笔，或者探测标靶采用带主动发光标记点的探测标靶。

为降低标定工作难度，简化标定工作程序，基于前述用于机器人标定的系统的标定方法，其步骤包括：

先获取坐标转换部坐标系与机器人机座坐标系的转换关系，并进行绑定；当视觉测量系统的相机被更换或者被移动后，再采集坐标转换部在新相机坐标系下的坐标，并基于所述转换关系对机器人机座坐标系进行标定。本发明中，被更换或者被移动后的相机称之为新相机。

为进一步解决现有标定方法存在操作难度大，必须配置专业技术人员方可实施的问题，基于前述用于机器人标定的系统的标定方法，其步骤包括：

步骤1，将坐标转换部固定安装在机器人的机座上，确保坐标转换部位于视觉测量系统的相机视野范围内；