[发明专利]工具标定方法、系统、装置、电子设备以及可读存储介质

说明书

本申请公开了一种工具标定方法、系统、装置、电子设备以及可读存储介质，其中，该工具连接在驱动机构末端，工具的末端可拆卸连接标定件，标定件上设置有标识特征，标识特征的特征点位于工具的中心轴线上，且与工具的中心点重合，该方法包括：控制相机获取标识特征的图像数据，并基于图像数据获取特征点在相机坐标系下的第一位置信息；获取驱动机构末端在驱动机构的基坐标系下的第二位置信息，以及获取相机坐标系和基坐标系的转换关系；根据第一位置信息、第二位置信息、以及转换关系，确定工具在驱动机构末端坐标系下的第三位置信息，以完成工具标定。上述方法，能够为不同工具中心点的工具进行标定以及优化工具标定流程、提高标定精准度。

技术领域

本申请涉及机械自动化技术领域，特别是一种工具标定方法、工具标定系统、工具标定装置、电子设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

在制鞋行业中，鞋子涂胶自动化越来越受到关注。目前大多数自动化涂胶方案中需要将胶枪固定在机械臂末端实现自动涂胶。而为了更加精准的涂胶需要将胶枪工具进行工具标定，即获得工具中心点(Tool Central Point，TCP)到机械臂末端坐标系的位置坐标关系，其中，胶枪的工具中心点是指从喷嘴中心(即胶枪末端)沿轴线方向延伸到涂胶平面形成的一个虚拟点。现有工具标定一般采用四点法、六点法等。对于胶枪而言，其工具中心点一般在喷胶轴线上，但工具中心点的位置会根据需求不同而变化。

目前，在实际应用中，工具标定一般需要专业操作人员示教机械臂通过多次对点的方式进行。整个过程比较繁琐耗时，并且对操作人员示教的点位有一定约束，如果操作不当，可能导致标定结果不准确。此外，在对胶枪进行工具标定时，由于喷胶高度变化，实际的工具中心点也会发生改变，实际中通常是根据已知的标定结果和涂胶高度的变化量来估算变化后的标定结果，由于实际操作中，喷胶轴线的标定结果通常存在方向偏差，导致沿已知的喷胶轴线方向去估算的结果存在累计误差。

发明内容

为解决上述问题，本申请提供了一种工具标定方法、工具标定系统、工具标定装置、电子设备以及计算机可读存储介质，能够灵活为工具中心点沿中心轴线可变的工具进行标定以及优化工具标定流程、提高标定精准度。

本申请采用的一个技术方案是：提供一种工具标定方法，其中，该工具连接在驱动机构末端，工具的末端可拆卸连接标定件，标定件上设置有标识特征，标识特征的特征点位于工具的中心轴线上与工具的中心点重合；

该方法包括：控制相机获取标识特征的图像数据，并基于图像数据获取特征点在相机坐标系下的第一位置信息；获取驱动机构末端在驱动机构的基坐标系下的第二位置信息，以及获取相机坐标系和基坐标系的转换关系；根据第一位置信息、第二位置信息、以及转换关系，确定工具在驱动机构末端坐标系下的第三位置信息，以完成工具标定。

可选地，控制相机获取标识特征的图像数据，并基于图像数据获取特征点在相机坐标系下的第一位置信息，包括：控制驱动机构的末端移动至预设区域，触发相机拍摄获取标识特征的三维图像数据；处理三维图像数据，获取特征点在相机坐标系下的3D坐标，以及获取标识特征的姿态矩阵，进而获取特征点在相机坐标系下的第一位置信息。

可选地，标识特征的姿态矩阵为预设的三阶单位矩阵。

可选地，标识特征的姿态矩阵是基于三维图像数据获取的，包括：处理三维图像数据，拟合标识特征所在的标识平面；获取标识平面单位法向量，作为Z轴单位向量n_z，以及任意取标识平面内一单位向量为X轴单位向量n_x；根据空间向量正交计算得到Y轴单位向量，n_y＝n_z×n_x；基于X轴单位向量、Y轴单位向量和Z轴单位向量，得到标识特征的特征点在相机坐标系下的姿态矩阵(n_x,n_y,n_z)。